Wie der Farbstoff Retinal funktioniert

Das Schlüsselmolekül im Sehprozess der meisten Wirbeltiere, uns Menschen eingeschlossen, ist der Sehfarbstoff Retinal. Wird er durch Licht angeregt, verändert er seine Struktur und aktiviert das ihn umgebende Protein. Diese Reaktion endet mit der Reizung des Sehnervs, und erst dann kann visuell etwas wahrgenommen werden. Die Strukturänderung des Retinals erfolgt äußerst schnell, nämlich in rund zweihundert Billiardstel Sekunden.

Der Verlauf dieser Reaktion konnte jetzt in Kooperation von Forschern der Universität Duisburg-Essen (UDE) mit Wissenschaftlern der Technischen Universität Milano mit spektroskopischen Methoden und hoher Zeitauflösung verfolgt werden. Die Fotoreaktion des Sehproteins wurde zudem mit aufwändigen rechnerischen Verfahren simuliert. Dadurch können die Bewegungen des Moleküls während der Reaktion nun sehr genau nachvollzogen werden.

„Mit Experiment und Theorie haben wir einen weitaus detaillierteren Einblick in den Mechanismus der Initialreaktion des Sehvorgangs bekommen, als es bislang möglich war“, sagte Dr. Oliver Weingart von der Universität Duisburg-Essen (UDE). Die Erkenntnis, wie das Sehprotein funktioniert, dürfte nicht nur der medizinischen Forschung nutzen. Sie könnte ebenso helfen, künstliche molekulare Fotoschalter zu entwickeln, die zum Beispiel als schnelle optische Datenspeicher die Computertechnik weiter revolutionieren könnten.

Quelle: Polli, D., et al.: Nature 467, 440-443, Online-Vorabveröffentlichung doi:10.1038/nature09346.