基因總覽
rhodopsin 基因是蛋白質編碼基因，其產物 Rhodopsin 屬於 G protein-coupled receptor 1 family 的 Opsin subfamily，是視桿細胞中的多次穿膜感光受體。蛋白質由 348 個胺基酸組成，具有七段穿膜螺旋，並含有與蛋白質共價結合的 11-cis-retinal 發色團。這些基本特徵使 Rhodopsin 能在膜環境中接收光刺激，並作為視覺訊號傳遞的起點；其活化與訊號終止方式則涉及後續的光化學變化和 G protein 訊號流程。
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 |
|---|---|---|
| ENST00000296271 ★ | 129,528,639–129,535,344 | 5 |
| ENST00001140026 | 129,528,637–129,535,344 | 5 |
顯示 2/2 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
Rhodopsin 是 G protein-coupled photoreceptor，受光刺激後可活化 G protein transducin（t）訊號途徑。此過程是低光環境下形成影像所需的視覺功能之一；資料亦指出，RHO 對出生後 photoreceptor 細胞的存活是必要的。
訊號啟動與發色團的光化學變化相連。與 Rhodopsin 共價結合的 11-cis-retinal 吸收光子後，會異構化為 all-trans-retinal，並促使 opsin 發生構形改變，進而觸發由 G protein 介導的 phototransduction。來源將此活化機制標示為可能（Probable），因此不應視為無條件確定的描述。
訊號也會受到終止調節。受體磷酸化會促進 arrestin（SAG）結合，並使 G protein alpha subunit 從受體處移開；這項訊號終止機制同樣標示為可能（Probable）。因此，光刺激後的訊號輸出不只取決於發色團吸光，也受到受體後續修飾及結合狀態的影響。
文獻摘要另描述 P23H-opsin：這種與 autosomal dominant retinitis pigmentosa 相關的突變型 opsin 會錯誤摺疊並滯留於細胞內。研究中，藥理伴護劑 11-cis-7-ring retinal 可誘導 P23H-opsin 在體內摺疊；被救援的蛋白質形成色素、取得成熟糖基化，並運送至細胞表面。研究者據此提出該化合物可能有助於救援 P23H-opsin 及預防視網膜退化，但這是研究所提出的可能性，並非已確立的治療效果。
Promoter 與基因調控
>RHO ENST00000296271 GRCh38 chr3:129527639-129528739 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 CCTTCAGACTGGAGTCCCCTGAAGGGTTCTGCCCCTCCCCTGCTCTGGTAGCCCCCTCCATCCTCCCTCC CTCCACTCCATCTTTGGGGGCATTTGAGTCACCTTTCTACACCAGTGATCTGCCCAAGCCACTGCTCACT TTCCTCTGGATAAAGCCAGGTTCCCCGGCCTAGCGTTCAAGACCCATTACAACTGCCCCCAGCCCAGATC TTCCCCACCTAGCCACCTGGCAAACTGCTCCTTCTCTCAAAGGCCCAAACATGGCCTCCCAGACTGCAAC CCCCAGGCAGTCAGGCCCTGTCTCCACAACCTCACAGCCACCCTGGACGGAATCTGCTTCTTCCCACATT TGAGTCCTCCTCAGCCCCTGAGCTCCTCTGGGCAGGGCTGTTTCTTTCCATCTTTGTATTCCCAGGGGCC TGCAAATAAATGTTTAATGAACGAACAAGAGAGTGAATTCCAATTCCATGCAACAAGGATTGGGCTCCTG GGCCCTAGGCTATGTGTCTGGCACCAGAAACGGAAGCTGCAGGTTGCAGCCCCTGCCCTCATGGAGCTCC TCCTGTCAGAGGAGTGTGGGGACTGGATGACTCCAGAGGTAACTTGTGGGGGAACGAACAGGTAAGGGGC TGTGTGACGAGATGAGAGACTGGGAGAATAAACCAGAAAGTCTCTAGCTGTCCAGAGGACATAGCACAGA GGCCCATGGTCCCTATTTCAAACCCAGGCCACCAGACTGAGCTGGGACCTTGGGACAGACAAGTCATGCA GAAGTTAGGGGACCTTCTCCTCCCTTTTCCTGGATCCTGAGTACCTCTCCTCCCTGACCTCAGGCTTCCT CCTAGTGTCACCTTGGCCCCTCTTAGAAGCCAATTAGGCCCTCAGTTTCTGCAGCGGGGATTAATATGAT TATGAACACCCCCAATCTCCCAGATGCTGATTCAGCCAGGAGCTTAGGAGGGGGAGGTCACTTTATAAGG GTCTGGGGGGGTCAGAACCCAGAGTCATCCAGCTGGAGCCCTGAGTGGCTGAGCTCAGGCCTTCGCAGCA TTCTTGGGTGGGAGCAGCCACGGGTCAGCCACAAGGGCCACAGCCATGAAT
EPDnew 實驗支持 promoter／TSS · 1 筆
| EPDnew ID | TSS（1-based） | 股向 | 來源顯示區間 |
|---|---|---|---|
| RHO_1 ↗ | 3:129,528,639 | 正股 | 129,528,590–129,528,649 |
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
ENSR3_93WF4G · enhancer · 129525409–129525712 · regulatory
ENSR3_93WF4N · enhancer · 129526149–129526634 · regulatory
ENSR3_BXP3X · enhancer · 129530199–129530810 · regulatory
· motif · 129525543–129525557 · motif
· motif · 129525962–129525984 · motif
· motif · 129525962–129525984 · motif
· motif · 129526398–129526420 · motif
· motif · 129526398–129526420 · motif
· motif · 129530451–129530460 · motif
在視網膜視桿細胞中，接近 496 nm 的光可使 Rhodopsin 達到最大活化；此描述涉及受體對光的反應，並非基因表現量的調控資訊。
蛋白質結構域與序列
參考蛋白質長度：348 aa
Rhodopsin 長 348 個胺基酸，具有七段螺旋型穿膜區。其 N 端位於細胞外，C 端及多個短區段位於細胞質側；來源亦標註第 134–136 位的「Ionic lock」基序，與活化型穩定有關。第 330–348 位區域標註為與 SAG 互作的區域。
蛋白質三維結構
細胞內定位
Rhodopsin 位於視桿細胞外節的膜及盤膜。 蛋白質先在視桿細胞內節合成，再經定向運輸至外節的感光纖毛盤膜；來源未描述不同異構型的定位差異。
未繪示構造：Photoreceptor outer segment membrane；Membrane。這些構造未在通用細胞圖中標點，仍保留來源定位名稱。
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 2 個夥伴
- CD79AP11912 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- ZFYVE9O95405 · UniProt INTERACTION · 2 experiments
Rhodopsin 可與 GRK1、GNAT1、GNAT3 及 PRCD 互作；磷酸化型 Rhodopsin 與 SAG 互作，而 SAG 與 G proteins 競爭共同結合位點。資料亦以推論性質（By similarity）描述 RHO 同源二聚體，以及 RHO、GRK1、RCVRN 可能形成 Ca(2+) 依賴複合體，其中 RCVRN 會阻止 GRK1 與 RHO 互作。RHO 也可與 ASAP1、ARF4 形成複合體，或參與含 RAB11A、RAB3IP、RAB11FIP3 等成員的複合體；後者被描述為調節 photoreceptor 中由 Golgi 至纖毛的 RHO 運輸。PRCD 互作則被推論為可促進 PRCD 穩定性。
疾病與遺傳關聯
影響 RHO 的變異與 Retinitis pigmentosa 4（RP4）及 autosomal dominant congenital stationary night blindness 1（CSNBAD1）相關。RP4 屬色素性視網膜病變，通常先有視桿細胞流失，之後錐狀細胞也會繼發流失；患者可出現夜盲及視野逐步縮小，病程進展時可能影響中央視力。CSNBAD1 則為非進行性視網膜疾病，以夜視受損為特徵，常伴隨眼球震顫與近視。來源指出這些疾病由影響該基因的變異所致，但未在此列出特定變異或其作用機制。
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 · 7 筆
| 功能面向 | 功能敘述 | 證據類型 | 可查核來源 |
|---|---|---|---|
| 功能 | Rhodopsin 是 G protein-coupled photoreceptor，受光後活化 G protein transducin 訊號，對低光環境下的成像視覺及出生後 photoreceptor 細胞存活皆屬必要。共價結合的 11-cis-retinal 吸光後轉為 all-trans-retinal，引起 opsin 構形改變並觸發 phototransduction；此機制標示為可能。受體磷酸化促進 SAG 結合並使 G protein alpha subunit 移開以終止訊號，此機制亦標示為可能。 | 含實驗來源 | 證據與來源G protein-coupled photoreceptor that activates the G protein transducin (t) signaling pathway in response to light and is essential for image-forming vision under low-light conditions. Required for postnatal photoreceptor cell viability. Activation occurs when the covalently bound 11-cis-retinal chromophore absorbs a photon and isomerizes to all-trans-retinal, inducing a conformational change in the opsin that triggers G protein-mediated phototransduction (Probable). Signal termination occurs via receptor phosphorylation, which promotes binding of arrestin (SAG) and displacement of the G protein alpha subunit (Probable) PMID 12566452 ↗ · PMID 2215617 ↗ · PMID 26200343 ↗ · PMID 28753425 ↗ · PMID 6140680 ↗ · PMID 7846071 ↗ · PMID 8107847 ↗ · PMID 28524165 ↗ |
| 交互作用 | RHO 被描述可與多種蛋白質互作或形成複合體；部分關係標示為 By similarity。磷酸化型 RHO 與 SAG 結合，且 SAG 與 G proteins 競爭共同結合位點；RHO 也與 GRK1、GNAT1、GNAT3 及 PRCD 互作。另有涉及 ASAP1、ARF4 等成員的複合體，參與 photoreceptor 中 Golgi 至纖毛的 RHO 運輸。 | 含實驗來源 | 證據與來源Homodimer (By similarity). May form a complex composed of RHO, GRK1 and RCVRN in a Ca(2+)-dependent manner; RCVRN prevents the interaction between GRK1 and RHO (By similarity). Interacts with GRK1. Interacts (phosphorylated form) with SAG. Interacts with GNAT1. Interacts with GNAT3. SAG and G proteins compete for a common binding site. Interacts with PRCD; the interaction promotes PRCD stability (By similarity). Forms a complex with ASAP1 and ARF4. Forms a complex with ASAP1, RAB11A, Rabin8/RAB3IP, ARF4 and RAB11FIP3; the complex regulates Golgi-to-cilia rhodopsin/RHO transport in photoreceptors (By similarity) PMID 26200343 ↗ · PMID 28524165 ↗ · PMID 28753425 ↗ |
| 細胞定位 | Rhodopsin 是多次穿膜蛋白，位於 photoreceptor 外節膜。它在視桿細胞內節合成，之後經定向運輸到外節感光纖毛的盤膜；資料亦將其定位概括為膜上的多次穿膜蛋白。 | 含實驗來源 | 證據與來源Photoreceptor outer segment membrane / Multi-pass membrane protein; Membrane / Multi-pass membrane protein; Synthesized in the inner segment (IS) of rod photoreceptor cells before vectorial transport to disk membranes in the rod outer segment (OS) photosensory cilia PMID 25664179 ↗ · PMID 19934218 ↗ · PMID 26200343 ↗ · PMID 28753425 ↗ · PMID 12566452 ↗ |
| 調控 | 在視網膜視桿細胞中，接近 496 nm 的光可使 Rhodopsin 達到最大活化；此敘述描述的是受體對光刺激的活化情形。 | 含實驗來源 | |
| 疾病關聯 | Retinitis pigmentosa 4（RP4）是色素性視網膜病變，影響 RHO 的變異與此病相關。其特徵包括眼底可見色素沉積，通常先流失視桿細胞、再繼發流失錐狀細胞；患者常有夜盲及中周邊視野缺損，病程進展可擴及周邊視野，最後影響中央視力。 | 含實驗來源 | 證據與來源Retinitis pigmentosa 4 RP4 A retinal dystrophy belonging to the group of pigmentary retinopathies. Retinitis pigmentosa is characterized by retinal pigment deposits visible on fundus examination and primary loss of rod photoreceptor cells followed by secondary loss of cone photoreceptors. Patients typically have night vision blindness and loss of midperipheral visual field. As their condition progresses, they lose their far peripheral visual field and eventually central vision as well. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry MIM: 613731 PMID 12566452 ↗ · PMID 1302614 ↗ · PMID 1391967 ↗ · PMID 15145060 ↗ · PMID 1765377 ↗ · PMID 1833777 ↗ · PMID 1840561 ↗ · PMID 1862076 ↗ · PMID 1897520 ↗ · PMID 1985460 ↗ · PMID 19934218 ↗ · PMID 19960070 ↗ · PMID 2137202 ↗ · PMID 2215617 ↗ · PMID 22334370 ↗ · PMID 2239971 ↗ · PMID 7633434 ↗ · PMID 7981701 ↗ · PMID 7987326 ↗ · PMID 7987331 ↗ · PMID 8045708 ↗ · PMID 8076945 ↗ · PMID 8081400 ↗ · PMID 8088850 ↗ · PMID 8317502 ↗ · PMID 8353500 ↗ · PMID 8364589 ↗ · PMID 8401533 ↗ · PMID 8406457 ↗ · PMID 8554077 ↗ |
| 疾病關聯 | Autosomal dominant congenital stationary night blindness 1（CSNBAD1）是非進行性視網膜疾病，影響 RHO 的變異與此病相關。疾病以夜視受損為特徵，且常伴隨眼球震顫與近視；來源未提供特定變異或其作用機制。 | 含實驗來源 | 證據與來源Night blindness, congenital stationary, autosomal dominant 1 CSNBAD1 A non-progressive retinal disorder characterized by impaired night vision, often associated with nystagmus and myopia. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry MIM: 610445 PMID 7846071 ↗ · PMID 8107847 ↗ · PMID 8358437 ↗ · PMID 9888392 ↗ |
| 功能 | 研究聚焦與顯性遺傳視網膜色素病變相關的 P23H-opsin；此突變蛋白會錯誤摺疊並滯留於細胞內。藥理伴護劑 11-cis-7-ring retinal 可誘導其在體內摺疊，使救援蛋白形成色素、取得成熟糖基化並運送至細胞表面。作者提出該化合物可能有助救援 P23H-opsin 及預防視網膜退化。 | 文獻摘要 | 證據與來源Protein conformational disorders, which include certain types of retinitis pigmentosa, are a set of inherited human diseases in which mutant proteins are misfolded and often aggregated. Many opsin mutants associated with retinitis pigmentosa, the most common being P23H, are misfolded and retained within the cell. Here, we describe a pharmacological chaperone, 11-cis-7-ring retinal, that quantitatively induces the in vivo folding of P23H-opsin. The rescued protein forms pigment, acquires mature glycosylation, and is transported to the cell surface. Additionally, we determined the temperature stability of the rescued protein as well as the reactivity of the retinal-opsin Schiff base to hydroxylamine. Our study unveils novel properties of P23H-opsin and its interaction with the chromophore. These properties suggest that 11-cis-7-ring retinal may be a useful therapeutic agent for the rescue of P23H-opsin and the prevention of retinal degeneration. PMID 12566452 ↗Pharmacological chaperone-mediated in vivo folding and stabilization of the P23H-opsin mutant associated with autosomal dominant retinitis pigmentosa. · cc by |
核酸與蛋白質序列
AGAGTCATCCAGCTGGAGCCCTGAGTGGCTGAGCTCAGGC40CTTCGCAGCATTCTTGGGTGGGAGCAGCCACGGGTCAGCC80ACAAGGGCCACAGCCATGAATGGCACAGAAGGCCCTAACT120TCTACGTGCCCTTCTCCAATGCGACGGGTGTGGTACGCAG160CCCCTTCGAGTACCCACAGTACTACCTGGCTGAGCCATGG200CAGTTCTCCATGCTGGCCGCCTACATGTTTCTGCTGATCG240TGCTGGGCTTCCCCATCAACTTCCTCACGCTCTACGTCAC280CGTCCAGCACAAGAAGCTGCGCACGCCTCTCAACTACATC320CTGCTCAACCTAGCCGTGGCTGACCTCTTCATGGTCCTAG360GTGGCTTCACCAGCACCCTCTACACCTCTCTGCATGGATA400CTTCGTCTTCGGGCCCACAGGATGCAATTTGGAGGGCTTC440TTTGCCACCCTGGGCGGTGAAATTGCCCTGTGGTCCTTGG480TGGTCCTGGCCATCGAGCGGTACGTGGTGGTGTGTAAGCC520CATGAGCAACTTCCGCTTCGGGGAGAACCATGCCATCATG560GGCGTTGCCTTCACCTGGGTCATGGCGCTGGCCTGCGCCG600CACCCCCACTCGCCGGCTGGTCCAGGTACATCCCCGAGGG640CCTGCAGTGCTCGTGTGGAATCGACTACTACACGCTCAAG680CCGGAGGTCAACAACGAGTCTTTTGTCATCTACATGTTCG720TGGTCCACTTCACCATCCCCATGATTATCATCTTTTTCTG760CTATGGGCAGCTCGTCTTCACCGTCAAGGAGGCCGCTGCC800CAGCAGCAGGAGTCAGCCACCACACAGAAGGCAGAGAAGG840AGGTCACCCGCATGGTCATCATCATGGTCATCGCTTTCCT880GATCTGCTGGGTGCCCTACGCCAGCGTGGCATTCTACATC920TTCACCCACCAGGGCTCCAACTTCGGTCCCATCTTCATGA960cDNA 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。