隱花色素是于1993年被發(fā)，意指感受藍光和近紫外光的能力(330—390nm)該地區(qū)的光接收器。隱花色素 (Cryptochrome)或稱藍光/紫外光-A受體（Cryptochrome or blue/UV-A   receptor)植物對藍光誘導的反應是不同于光敏色素的另一種吸光色素系統(tǒng)。在藻類、真菌、苔蘚、在蕨類植物和種子植物中

隱花色素

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)隱色素的存在。哺乳動物、昆蟲中存在編碼隱色素蛋白的同源基因據(jù)國外報道，隱花色素可能在鳥類遷徙行為中起定向作用。

藍光受體分類

隱花色素

目前公認的藍光受體是隱花色素（Cryptochrome）和向光素（Phototropin）兩種。隱花色素、和光敏色素一樣，向光性色素是色素和蛋白質(zhì)的復合體，脫輔基蛋白由多基因家族編碼。

分子組成

隱花色素是一種藍光（400 ~ 500 nm）和近紫外光（320 ~ 400 nm）分子量為70~80KD的黃素蛋白，發(fā)色團可能是黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）和蝶呤（pterin）

分子一般由兩部分組成：一個是色素，也就是發(fā)色團，接收光信號；第二種是脫輔基蛋白，它對發(fā)色團感受到的光信號做出反應，并將反應信號傳遞給光感受器下游的信號傳遞體，觸發(fā)某種生理反應。

隱花色素在植物中普遍存在、動物、以及所有高等真核生物。大多數(shù)植物中存在多種隱花色素，如擬南芥中就有cry1和cry2兩種隱花色素基因。番茄和大麥至少含有cry1acry1b和cry2三種隱色素基因cry1在光照下分解迅速，而cry2相對穩(wěn)定。

不同隱花色素的C端長度差異很大，藻類為380 AA，擬南芥cry1為190 AA，cry2為120 AA。

脫輔基蛋白去除后總有兩個主要結(jié)構(gòu)域，即N端結(jié)構(gòu)域和C端結(jié)構(gòu)域。N端結(jié)構(gòu)域由約500個AA殘基組成，其序列與DNA光解酶相似，但不具有 DNA修復活性，故又稱為PHR結(jié)構(gòu)域。 PHR和發(fā)色團黃素腺嘌呤二核苷酸FAD和N，N亞甲基-5，6，7，8四氫葉酸是接收光信號的區(qū)域。

c端是信號輸出區(qū)，有三個可識別的序列基序：n端附近的DQXVP序列、酸性AA殘基（E或D）區(qū)域、以及c端的STAES和GGXVP序列，所以也叫DAS（DQXVP-acidic-STAES）結(jié)構(gòu)域。DAS主要負責核定位分子穩(wěn)定性翻譯后修飾以及與蛋白質(zhì)的相互作用。在cry3中，DAS區(qū)域位于n端。

隱花色素分子的機理類似于光敏色素分子的機理。隱花色素分子通常以二聚體的形式存在，其N端PHR結(jié)構(gòu)域是二聚體形成的位點。在藍光照射下，隱花色素分子的毛團FAD發(fā)生分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移，導致二聚體變構(gòu)和C端磷酸化，從而激活下游信號轉(zhuǎn)導通路，引發(fā)生理反應。

不同的藍光反應信號通路不同。例如，在藍光調(diào)控的氣孔開度中，負調(diào)控因子COP1是與隱花色素相互作用的下游信號成分。

Cry1、Cry2定位于細胞核，cry3定位于葉綠體和線粒體。

隱花色素具有磷酸化作用，參與植物代謝、形態(tài)發(fā)生和向光性反應。

隱花色素在藍紫色區(qū)域有三個吸收峰（通常在420納米、450nm、480nm左右），即呈“三指”圖案。在紫外光附近約370nm處有一吸收峰。

不同植物的藍光效應光譜略有不同。判斷光控反應是否含有隱花色素的實驗標準是：在400~500nm范圍內(nèi)有一個三指峰，在370nm附近有一個峰。

科學家們早就知道，海龜燕子和其他需要長途遷徙的動物可以看到地球 的磁場，但實際上這種能力似乎存在于人的眼中。

隱花色素是一種蛋白質(zhì)，對磁場的感知非常關(guān)鍵最近在果蠅身上的實驗取得了驚人的結(jié)果：人的眼睛含有同樣效果的物質(zhì)。

毫無疑問，果蠅與人類有很大的不同，但這個實驗揭示的結(jié)果確實令人印象深刻。斯蒂芬·拉皮特(Steven   reporter)是美國馬薩諸塞大學的神經(jīng)科學家，他說：人眼也有隱色素蛋白能否在人類視網(wǎng)膜中表達？It 它就像一個光敏磁性接收器？Lapit是發(fā)表在《自然》雜志上的這篇論文的第一作者。他說：我們不我不知道這一過程是否會發(fā)生在人類的視網(wǎng)膜上，但它確實表明了一種可能性。

Lapit s實驗室專門研究長距離遷徙蝴蝶背后的生物機制。三年前，他們在工作中發(fā)現(xiàn)果蠅可以用隱花色素實現(xiàn)定向。

在此之前，隱花色素有助于定向的想法一直處于猜想和假設階段。但是科學家們很快發(fā)現(xiàn)這種蛋白質(zhì)似乎有一種魔力“量子指南針”來感知電子在光子沖擊下由于磁場變化的影響而產(chǎn)生的極其微弱的旋轉(zhuǎn)變化。從而幫助動物判斷地磁場的方向。

當然隱花色素的理論研究還有很大的缺陷，但一般認為這種物質(zhì)存在于各種動物中，從魚類到爬行動物到鳥類。但是人類是個例外我們確實有隱色素，但我們似乎更多地將它作為我們生物鐘的一部分，而不是指南針。

這項研究的結(jié)果表明，隱花色素在人體內(nèi)的作用可能不僅限于生物鐘。為了弄清楚脊椎動物體內(nèi)的隱色素物質(zhì)是否會在果蠅身上發(fā)揮作用，Lapit教授決定用人類的隱色素物質(zhì)來進行果蠅實驗。他的團隊首先對果蠅進行生物工程改造，使其失去自身的隱色素。然后把它放進一個人工磁場的迷宮里。實驗者發(fā)現(xiàn)果蠅在四處游蕩，努力尋找自己的方向，但似乎根本無法實現(xiàn)定向。然后研究人員將人類隱色素植入其中，當他們再次做實驗時，他們很快找到了方法。

克勞斯·舒爾特(Klaus   Schulten)是美國伊利諾伊大學的生物物理學家他是隱色素研究的先驅(qū)，但他沒有參與Lapit 的研究工作。他評價說：這篇論文非常激動人心。舒爾特稱，這一實驗結(jié)果進一步支持了脊椎動物中隱色素具有相同功能的理論，當然也對人類隱色素的功能提出了質(zhì)疑。

拉皮特表示：我們可以 不能說隱色素對人類也有效，但它對果蠅有效。人類能否感知地磁場，這本身就是一個有爭議的話題。20世紀80年代，英國動物學家羅賓·貝克(Robin   Baker)提出人類可以感知地磁場，但是他的發(fā)現(xiàn)很難復制，所以沒有被科學界接受。德國科學家最近的工作似乎也揭示了人類的視覺會受到磁場的輕微影響。

這些說法是否與人眼隱性花青素含量異常增加有關(guān)？如果是的話，這種奇怪的物質(zhì)真的能在人體內(nèi)起到量子羅盤的作用嗎？拉皮特非常歡迎這種懷疑。他說：完全有可能說人類其實是可以感知地磁場的，或許只是我們之前的驗證方法錯了。

但是舒爾特有不同的看法。他認為，人類在進化過程中很可能是為了延長壽命而放棄了地磁感應的功能。他的研究小組發(fā)現(xiàn)，隱花色素在作為量子羅盤工作時需要過氧化物，這是一種氧分子自由基，生物體內(nèi)的自由基可以破壞DNA。對于那些壽命很短的物種來說，如果蒼蠅當然沒問題，但是對于像人類這種要生存幾十年的物種來說，可能會出現(xiàn)問題。但無論如何，舒爾特說：或許在很久以前，在進化過程的某個階段，人類和其他許多動物一樣，曾經(jīng)擁有感知地磁場的能力。

Lapit現(xiàn)在已經(jīng)投身于隱色素羅盤的下一階段研究這一次，他試圖理解大腦是如何讀取隱花色素羅盤的信息的。他說：在最基本的層面上，我們感興趣的是這些方向性信息是如何傳遞到神經(jīng)系統(tǒng)的。這個問題的答案還是未知。