基因總覽
OPN3 的正式名稱為 opsin 3，編碼一種屬於 G protein-coupled receptor 1 家族、opsin 次家族的蛋白質。Opsin-3 是一種多次穿膜蛋白，具有七段跨膜螺旋，並由胞外與胞質區段交替構成其膜內拓樸。作為光受體，它能將光刺激轉換成細胞內訊號；其功能也涉及不依賴光照的訊號調節。不同細胞情境中的作用包括皮膚細胞對光的反應，以及其他組織中的代謝或訊號調節。
基因異名與舊稱
異名取自 HGNC，可能包含歷史名稱；蛋白質名稱以 UniProt 註解為準。
染色體位置與基因結構
查看實際轉錄本與 exon 註解
| Transcript | Genomic coordinates | Exons |
|---|---|---|
| ENST00000366554 ★ | 241,593,124–241,640,369 | 4 |
| ENST00001108099 | 241,588,534–241,640,399 | 5 |
| ENST00001140336 | 241,593,124–241,640,399 | 4 |
| ENST00000988451 | 241,593,207–241,640,399 | 5 |
| ENST00001028035 | 241,593,207–241,640,399 | 4 |
| ENST00001028034 | 241,593,208–241,640,399 | 2 |
| ENST00000988455 | 241,593,604–241,640,399 | 4 |
| ENST00001108100 | 241,595,689–241,640,399 | 3 |
顯示 8/8 個蛋白質編碼轉錄本；canonical 優先。
帶型與著絲點依 Ensembl 座標繪製；核染色體長度以 GRCh38 第 1 號染色體為共同尺度。黃色標記表示本基因位置，細小區間加粗以利辨識；實際基因長度與 exon 見下方資料。
分子功能與生物學過程
光照可啟動 OPN3 的光受體功能。與 opsin 結合的 cis-retinal 吸收光子後異構化為 all-trans-retinal，使 opsin 發生構形變化，進而啟動由 G protein 介導的光轉導級聯反應。OPN3 可選擇性活化 G(i/o) 蛋白，降低細胞內 cAMP。除此之外，部分訊號調節不需光照：在 melanocytes 中，OPN3 可抑制 MC1R 引發的 cAMP 訊號與黑色素生成；在下視丘室旁核，則可抑制 MC4R 介導的 cAMP 訊號並促進 KCNJ13 通道開啟，與食物攝取增加及神經元自發放電調節有關。
在 melanocytes 中，藍光透過 OPN3 引發 calcium/CAMK2 訊號，接續促進 CREB、p38、ERK 與 MITF 磷酸化，並參與藍光誘導的色素生成；TYR 與 DCT 的藍光誘導複合體形成也需要 OPN3。OPN3 同時涉及 keratinocyte 對藍光的分化反應。它亦透過調節細胞內 calcium，並涉及後續 BCL2/RAF1 訊號，參與 melanocyte 存活；此外，細胞色素 c 釋出與 caspase 級聯反應則連結其對細胞凋亡的調節。
在 UVA 刺激下，OPN3 促進 keratinocyte 形成細胞核上方的黑色素帽，涉及 calcium/CAMK2、CREB 與 Akt 訊號，並提高 DYNC1I1 和 DCTN1 表現。於 dermal fibroblasts 中，OPN3 是 UVA 誘導 calcium 與 MAPK 訊號、進而促使 MMP1、MMP2、MMP3、MMP9 和 TIMP1 表現所需的因子，與皮膚對紫外線的反應相關。
在 brown adipocyte 組織，OPN3 也參與光介導的葡萄糖攝取、粒線體呼吸及脂肪酸代謝。依相似性推定，OPN3 可能透過依賴藍光的 GPCR 訊號參與氣道平滑肌細胞的光誘導舒張；此項作用屬於推論性描述。
Promoter 與基因調控
>OPN3 ENST00000366554 GRCh38 chr1:241640269-241641369 strand=-1 5′→3′ 相對 TSS：-1000 到 +100 bp；1101 bp 依轉錄本 TSS 擷取的基因組序列；TSS = 0，兩端包含，未驗證為 promoter GGCTGGGGACTGTGATCTTCTTGTAGGGCCTCCTTAGGGATTGTGCAACCACAAAGGCAGAAGCAGCTCT TGCAGAGTGTGATGACGTTCACAACCTATATTTGACTTGTACTATATTCTCATCACTACAGGAGAAGAGG CCCAATGGGAAATGTGTGCTGTTCTAAATATAGCACCTGCCTCCTATACCTGCTAGATTTAGGTTGAATC TTTCACTGCCTGTGAAGGACTTTAGCAGGCCTCAGTGACCGGAAAGATCTACCCACGCTTTCAAGCACAG GAAGGACGGTATTGGAAGGCCTTGGGGTCCAGCCCAGGGCTTAAAGTCAGTTCCATTGGAATGCCATTTT CAGAGAGTTTTCATCCCAGACTCTCCAAGGGTGGCAGGCTCTTGTATCAGCCCTGGGACATGTGTCCTCT AGCAGTCAGGTAGTTAGGCAGGCACCTGTCTATCAATTTGTTGTTTTTCTTCTCAGTTTTCCGGTAAGAC TACCCCGAGCTCTTCAATGTTTTCTTTGCTTTTGTTTACATTGAGTGTATGACGCGGGATGGGCTTCGTA GGCTGGTTGTGGGTTATTACAGCTTCCCAGGAAGGGGAGAAACCCAATTCTTGCCAGCACGTGGTGGGCG CAGGCGCTCATAAATACTTAGGAATAAATGAATGTATAAGTGAGTGCATGAATGGGTGAGTGGACACGAA GCTTTCAAGGTGGGTGCAGGGAGGTGGGGGTGTGAAGAGCCATCGAGGCTACCCTGCGGCCCTGGCCCCC AGGCTATCCCGCGACGCGCGTCCACGCCGACCAGCGGAAGGTGCCCAGCCAGTGGGGGCGGGGCGAGCTA GCCGCGAGGACGCGCCCGCGGGGGGGCGGGGCTAAGAGGACGCGCCGGGAGCAGCGGAGCGACGAGGACA GGCCGCGGGGAGGGGCGGGGCCACGGGGGGTGCGCCGGGCGGAAGGGGCGGGAAGAGGGCGGGCCCGGCG CGCGGTAGCGCGGGCCCCTCAGTGCACAATGGCTAGAGCAGGCGGCGGAGCCCCAACCCCACCCAGTGCG GAGCGCGCCGCGAGCCCCGCCGCAAGCTGAGCGCCTCCGCCCGCCAGGCGC
EPDnew 實驗支持 promoter／TSS · 1 筆
| EPDnew ID | TSS（1-based） | 股向 | 來源顯示區間 |
|---|---|---|---|
| OPN3_1 ↗ | 1:241,640,369 | 負股 | 241,640,359–241,640,418 |
EPDnew human v006 · UCSC hg38，GRCh38/hg38，透過 UCSC 取得。TSS 具有 CAGE／RAMPAGE 等實驗資料支持；任意擷取的上下游區間仍需另行判讀調控功能，不能視為整段皆經功能驗證。
EPD 封存狀態 ↗ · UCSC 資料說明 ↗ · EPD team, SIB Swiss Institute of Bioinformatics; UCSC Genome Browser · CC BY 4.0
查看已取得的調控／motif 註解
ENSR1_CTZDK · enhancer · 241637107–241638655 · regulatory
ENSR1_95JWKS · promoter · 241639287–241639787 · regulatory
ENSR1_B3QXRK · promoter · 241640244–241640859 · regulatory
ENSR1_95JWLK · enhancer · 241641860–241642123 · regulatory
· motif · 241635758–241635768 · motif
· motif · 241635812–241635824 · motif
· motif · 241635994–241636002 · motif
· motif · 241639968–241639975 · motif
· motif · 241640736–241640752 · motif
· motif · 241640736–241640752 · motif
· motif · 241640745–241640754 · motif
· motif · 241640745–241640754 · motif
· motif · 241641321–241641330 · motif
· motif · 241641321–241641330 · motif
· motif · 241641866–241641880 · motif
· motif · 241642793–241642808 · motif
· motif · 241642817–241642832 · motif
· motif · 241644127–241644139 · motif
在上皮傷口癒合期間，低強度 453 nm 藍光會誘導 OPN3；在 dermal fibroblasts 與 keratinocytes 中，UVA 光也會誘導其表現。
蛋白質結構域與序列
參考蛋白質長度：402 aa
Opsin-3 長 402 個胺基酸，屬於 G protein-coupled receptor 1 家族的 opsin 次家族。蛋白質具有七段跨膜螺旋；其拓樸區段在胞外側與胞質側交錯分布，C 端長區段位於胞質側。
蛋白質三維結構
細胞內定位
在 HaCaT 與 HEK 細胞中，OPN3 定位於細胞膜與細胞質。 來源未提供不同異構型或刺激條件下定位改變的資訊。
深綠色圓點：來源記載的蛋白質定位；數量不表示含量。
動物細胞結構示意；器官大小與數量不按比例。點選細胞構造可查看定位註解。
交互作用與訊號網絡
拖曳節點後放開可帶動位置變化；點選夥伴查看證據。位置與連線長度不代表結合強度，圖中未推定夥伴彼此之間的關係。
更多交互作用夥伴 · 已取得 4 個夥伴
- MC1RQ01726 · UniProt INTERACTION · 5 experiments
- RAMP1O60894 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- RAMP2O60895 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- RAMP3O60896 · UniProt INTERACTION · 5 experiments
OPN3 與 MC1R 有互作，並降低 MC1R 介導的 cAMP 訊號及 melanocytes 中的黑色素生成。此外，OPN3 與 KCNJ13、MC4R 形成複合體；在此脈絡下，OPN3 抑制 MC4R 訊號並增強 KCNJ13 的作用。
疾病與遺傳關聯
Contextual Functional Evidence Matrix
矩陣以「功能主張」為列，以細胞情境、干預條件、量測結果與證據來源為欄，方便比較同一功能在不同條件下的支持情形。只有含情境與實驗資訊的紀錄會列入矩陣；一般功能註解另列於下方。
功能註解總覽 · 4 筆
| 功能面向 | 功能敘述 | 證據類型 | 可查核來源 |
|---|---|---|---|
| 功能 | OPN3 是 G protein-coupled 光受體，光刺激可使其選擇性活化 G(i/o) 蛋白並降低細胞內 cAMP；cis-retinal 吸收光子後轉為 all-trans-retinal，誘發 opsin 構形改變與光轉導。它參與 melanocytes 的藍光誘導色素生成、keratinocyte 分化與 melanocyte 存活及凋亡調節；在 UVA 刺激下參與 keratinocyte 黑色素帽形成及 dermal fibroblast 訊號與基因表現。它也涉及 brown adipocyte 的光介導代謝；依相似性推定，可能參與氣道平滑肌光誘導舒張。另有不依賴光照的 MC1R、MC4R 訊號調節，並與食物攝取及神經元放電調節相關。 | 含實驗來源 | 證據與來源G protein-coupled photoreceptor that selectively activates G(i/o) proteins in response to light, thereby decreasing intracellular cAMP levels. Activation occurs when the opsin-bound cis-retinal chromophore absorbs a photon and isomerizes to all-trans-retinal, inducing a conformational change in the opsin that triggers a G protein-mediated phototransduction cascade. Mediates blue light-induced pigmentation in melanocytes by activating calcium/CAMK2 signaling, followed by phosphorylation of CREB, p38, ERK and MITF. Required for TYR and DCT blue light-induced complex formation in melanocytes. Involved in keratinocyte differentiation in response to blue-light. Plays a role in melanocyte survival through regulation of intracellular calcium levels and subsequent BCL2/RAF1 signaling. Additionally, regulates apoptosis via cytochrome c release and subsequent activation of the caspase cascade. Responsible for ultraviolet A (UVA)-induced keratinocytes supranuclear melanin cap formation via activating calcium/CAMK2, CREB, and Akt signal transduction, and ultimately increasing DYNC1I1 and DCTN1 expression levels, thereby playing a role in the skin response to UV radiation. Required for the UVA-mediated induction of calcium and MAPK signaling resulting in the expression of MMP1, MMP2, MMP3, MMP9 and TIMP1 in dermal fibroblasts. Also plays a role in light-mediated glucose uptake, mitochondrial respiration and fatty acid metabolism in brown adipocyte tissues. May be involved in photorelaxation of airway smooth muscle cells, via blue light-dependent GPCR signaling pathways (By similarity). Also inhibits melanogenesis in melanocytes by specifically inhibiting MC1R-evoked cAMP signaling in a constitutive, light-independent manner. In the paraventricular nucleus of the hypothalamus, inhibits MC4R-mediated cAMP signaling and activates KCNJ13 channel opening in a constitutive manner, thereby promoting food intake and modulating spontaneous firing of neurons PMID 28842328 ↗ · PMID 30168605 ↗ · PMID 31097585 ↗ · PMID 31380578 ↗ · PMID 31730232 ↗ · PMID 36869204 ↗ · PMID 39951488 ↗ |
| 交互作用 | OPN3 與 MC1R 互作，降低 MC1R 介導的 cAMP 訊號，並使 melanocytes 的黑色素生成減少。OPN3 也與 KCNJ13 和 MC4R 形成複合體；在此複合體脈絡中，OPN3 抑制 MC4R 訊號並增強 KCNJ13。 | 含實驗來源 | 證據與來源Interacts with MC1R; the interaction results in a decrease in MC1R-mediated cAMP signaling and ultimately a decrease in melanin production in melanocytes. Forms a complex with KCNJ13 and MC4R; OPN3 inhibits MC4R signaling and potentiates KCNJ13 PMID 31097585 ↗ · PMID 39951488 ↗ |
| 細胞定位 | OPN3 是多次穿膜蛋白；在 HaCaT 與 HEK 細胞中定位於細胞膜和細胞質。 | 含實驗來源 | 證據與來源Cell membrane / Multi-pass membrane protein; Cytoplasm; Localized to the membrane and cytoplasm of HaCaT and HEK cells PMID 30168605 ↗ · PMID 31097585 ↗ · PMID 31380578 ↗ · PMID 31730232 ↗ · PMID 36869204 ↗ · PMID 39951488 ↗ |
| 調控 | 上皮傷口癒合期間，低強度 453 nm 藍光會誘導 OPN3；UVA 光則會在 dermal fibroblasts 與 keratinocytes 中誘導 OPN3。 | 含實驗來源 | 證據與來源Induced by low-level blue light (453nm) during epithelial wound healing. Induced by ultraviolet A light in dermal fibroblasts and keratinocytes PMID 30168605 ↗ · PMID 31380578 ↗ · PMID 36869204 ↗ |
核酸與蛋白質序列
AGTGCACAATGGCTAGAGCAGGCGGCGGAGCCCCAACCCC40ACCCAGTGCGGAGCGCGCCGCGAGCCCCGCCGCAAGCTGA80GCGCCTCCGCCCGCCAGGCGCGCCGGCGCCGGGCCATGTA120CTCGGGGAACCGCAGCGGCGGCCACGGCTACTGGGACGGC160GGCGGGGCCGCGGGCGCTGAGGGGCCGGCGCCGGCGGGGA200CACTGAGCCCCGCGCCCCTCTTCAGCCCCGGCACCTACGA240GCGCCTGGCGCTGCTGCTGGGCTCCATTGGGCTGCTGGGC280GTCGGCAACAACCTGCTGGTGCTCGTCCTCTACTACAAGT320TCCAGCGGCTCCGCACTCCCACTCACCTCCTCCTGGTCAA360CATCAGCCTCAGCGACCTGCTGGTGTCCCTCTTCGGGGTC400ACCTTTACCTTCGTGTCCTGCCTGAGGAACGGCTGGGTGT440GGGACACCGTGGGCTGCGTGTGGGACGGGTTTAGCGGCAG480CCTCTTCGGGATTGTTTCCATTGCCACCCTAACCGTGCTG520GCCTATGAACGTTACATTCGCGTGGTCCATGCCAGAGTGA560TCAATTTTTCCTGGGCCTGGAGGGCCATTACCTACATCTG600GCTCTACTCACTGGCGTGGGCAGGAGCACCTCTCCTGGGA640TGGAACAGGTACATCCTGGACGTACACGGACTAGGCTGCA680CTGTGGACTGGAAATCCAAGGATGCCAACGATTCCTCCTT720TGTGCTTTTCTTATTTCTTGGCTGCCTGGTGGTGCCCCTG760GGTGTCATAGCCCATTGCTATGGCCATATTCTATATTCCA800TTCGAATGCTTCGTTGTGTGGAAGATCTTCAGACAATTCA840AGTGATCAAGATTTTAAAATATGAAAAGAAACTGGCCAAA880ATGTGCTTTTTAATGATATTCACCTTCCTGGTCTGTTGGA920TGCCTTATATCGTGATCTGCTTCTTGGTGGTTAATGGTCA960cDNA 使用 DNA 字母 T；mRNA 模式改以 U 顯示。轉錄本保留已註解的非編碼區，未另外加入 poly(A) 尾；非編碼 RNA 的參考轉錄本也可能仍需後續加工。數字為所選序列的 1-based 位置。長序列以黃色捲軸瀏覽，可複製或下載完整轉錄本與蛋白質；基因組 DNA 隨捲動取得所需範圍。