組成
視色素的生色團有視黃醛1(亦簡稱視黃醛)和視黃醛2兩種。視黃醛1是維生素Al(亦稱視黃醛)的醛型,而視黃醛2則是維生素A2(亦稱去氫維生素A)的醛型。
以視黃醛1作生色團的視色素稱為A1視色素;以視黃醛2為生色團的視色素稱為A2視色素。不同種類的視色素,其吸收光譜的峰值各不相同,一般Al視色素的吸收峰值比A’視色素的吸收峰值更偏於可見光光波的短波方向。不同的視細胞有不同的視色素,脊椎動物的視色素大致可分為視紫紅質、視紫質、視紫藍質和視藍質4類。絕大多數脊椎動物桿體細胞外節幾乎都是視紫紅質,它的生色團是視黃醛,它的吸收光譜的峰值一般是在500nm左右。
視紫質是在兩棲類的桿體細胞外節中,它的吸收光譜的峰值一般是.502—520nm左右。視紫藍質是由鴿子等鳥類的視網膜中所提取出的錐體細胞視色素,它的生色團是視黃醛l,吸收光譜的峰值是560nm左右。在鳥類、爬行類和兩棲類的錐體細胞的內節和外節之間,往往含有紅、綠、黃等顏色的油滴,它們的吸收峰值都比較寬,紅色油滴為480—560nm,綠色油滴為390~440nm,黃色油滴為440~480nm,視藍質最初是用錐體細胞中所提取出的視蛋白與視黃醛2,用人工方法合成的,後來發現一些動物的錐體細胞中也有這類視色素(例如蝌蚪),它的吸收光譜值是620~630nm。
形成要素
1)維生素A與視覺動物本身不能合成維生素A1人和動物必須從外源直接攝取維生素A。維生素A必須首先轉變成它的醛型(視黃醛c19H27CHO),才能與視蛋白結合形成視色素。
2) 生色團在視網膜中的維生素A,是在酶的作用下氧化而轉變成視黃醛,視黃醛的側鏈上有4個雙鍵,但只合成了6種異構體。在6種異構體中,最重要的是11-順視黃醛(11一eisretinal)和全反視黃醛2種。目前發現在視紫紅質中和視蛋白結合的只是11-順視黃醛。在暗環境下,視黃醛和視蛋白結合,是按雙分子反應的方式進行,即每一個視黃醛分子和一個視蛋白分子結合而生成一個視色素分子。ll-順視黃醛與其他的異構體不同的最主要特點,是在其結構中有立體障礙存在。正因為這樣,它是最不穩定的一種異構體,它對光和溫度最敏感。也可能正因為11-順視黃醛不穩定,所以它與視蛋白形成的視色素,在光照時最不穩定,而在暗環境下才非常穩定。
3) 視蛋白已有充分事實表明,與視黃醛結合在一起而形成視色素的是蛋白質而不是類脂或其他的物質。儘管動物的種類不同,而胺基酸成分幾乎是相同的,其中只有絲胺基酸的差別比較明顯。在視紫紅質分子中具有非極性殘基的胺基酸,約占視紫紅質胺基酸的50%,比普通的球蛋白所含的這類胺基酸還多。
4) 類脂很早以前人們認為,視色素的成分中含有類脂,在桿體細胞外節中含有很多類脂,其中2/3是磷脂。但是,近年來發現純度比較高的視紫紅質中,幾乎不含磷脂。
5)糖類一般認為,視色素是視細胞外節膜結構的固有蛋白,固有蛋白即多半是糖蛋白,在每個視色素分子中,含有3分子的氨基葡糖和3分子己糖(2個甘露醇糖,1個葡萄糖),其中一分子氨基葡糖通過N.天冬醯氨.葡基氨鍵與蛋白的多肽結合。