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摘要：研究小组通过核磁共振波谱（NMR）法，阐明了源自嗜木聚糖红色杆菌的光驱动质子泵视紫红质RxR发挥功能的关键——氢键网络，并利用光照射NMR法，成功获得了关于光反应中间体的结构信息。

关键词：光照射NMR、光反应中间体、视紫红质、质子泵、生物医药

日本横滨市立大学、理化学研究所、千叶大学和冈山大学通过核磁共振波谱（NMR）法，阐明了源自嗜木聚糖红色杆菌的光驱动质子泵视紫红质RxR发挥功能的关键——氢键网络，并利用光照射NMR法，成功获得了关于光反应中间体的结构信息。

视紫红质（Rhodopsin）是接收光的膜蛋白分子的总称，广泛存在于包括人类在内的各种生物物种中。视紫红质类具有一个共同结构，其中负责光反应的视黄醛色素（Retinal）附着在其中央部分。

众所周知，在视紫红质分子中，当吸收光时，视黄醛色素会发生异构化反应，然后诱导蛋白质部分的结构变化成为活性形式，并表达出各种视紫红质所具有的多种生物活性（如离子泵功能、离子通道功能、趋光性响应等）。

特别是对于作为从细胞内部到外部的质子泵发挥作用的微生物型视紫红质，它在微生物的光能转换机制中扮演着重要角色，引起了人们的广泛关注。

此外，相关方面正在开展各种应用研究，例如在神经细胞中人工表达视紫红质，将其应用于引起光依赖性神经兴奋·抑制的光遗传学技术，将其用作光伏元件以及开发利用光的新型药物研发方法等。可以说，对视紫红质分子功能表达机制的了解将有助于各种光学操纵工具的开发。

研究小组通过核磁共振波谱（NMR）法分析了源自嗜木聚糖红色杆菌（Rubrobacter xylanophilus）的质子泵视紫红质RxR，并通过NMR法阐明了光驱动质子泵RxR发挥功能的关键——氢键。

此外，研究小组通过可调制输出NMR装置的无线电波脉冲、以及来自激光光源可见光的装置，实现光照射NMR法，利用该方法成功捕获了RxR对光反应的中间体并获得了结构信息。

未来，通过利用光照射NMR法，有望阐明光反应中间体的更详细的结构特性。研究小组认为，了解对表达这些功能至关重要的氨基酸残基的功能，对于促进视紫红质蛋白的功能修饰和稳定化、以及开发作为光学工具的更多样化的应用具有重要意义。

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使用光照射NMR法获得光反应中间体的结构