Рецепторы - это то, как тело воспринимает окружающую среду. При связывании лиганда рецептор инициирует цепочку событий, вызывающих реакцию. Наша обонятельная система зависит примерно от 400 рецепторов, которые обеспечивают наше обоняние. Вкус, однако, работает с гораздо меньшим числом: комбинация всего трех членов семейства вкусовых рецепторов типа 1 (T1r) может обнаруживать у людей широкий спектр сладких и соленых вкусов.
«Гетродимеры T1r могут воспринимать большинство веществ со сладким вкусом и вкусом умами», - говорит профессор Джуничи Такаги из Университета Осаки. «Чтобы понять это восприятие, мы рассмотрели атомную структуру гетеродимера».
Наши тела ощущают вкус, когда аминокислота пищи связывается с гетеродимером двух членов T1r. Такаги - эксперт в области структурной биологии, изучающий физические конформации рецепторов при связывании с их лигандами.
"Теория "замок-ключ" объясняет большинство связей лиганд-рецептор. T1r необычен, потому что эта теория, похоже, неприменима. Мы подумали, что это будет интересное исследование."
К Такаги обратился профессор Ацуко Ямасита из Университета Окаяма, который много лет изучал гетеродимер T1r2-T1r3 рыбы медака. Этот гетеродимер связывается с широким спектром аминокислот для восприятия пикантных вкусов. Для измерения структуры на атомном уровне они использовали опыт Такаги, а также оборудование для синхротронного излучения в RIKEN SPring-8 в Японии.
Исследовательская группа обнаружила, что структура гетеродимера была примерно одинаковой независимо от связанной аминокислоты, но сродство к аминокислоте было обеспечено вместе со структурированными молекулами воды вокруг аминокислоты. Эта характеристика может объяснить, как один гетеродимер может связываться с массивом лигандов.
«Мы обнаружили, что пространство, в котором лиганд связывает T1r2, намного больше, чем сам лиганд. Это большее пространство может составлять структурированную воду», - сказал Ямасита. «Пространство в рецепторах типа «замок-ключ» намного меньше».
Подобное свойство обнаруживается у рецепторов, которые пропускают различные типы лекарств, что позволяет предположить, что этот механизм может быть постоянным для неспецифических рецепторов.
Хотя образование гетеродимера необходимо для восприятия, результаты показали, что T1r2 отвечает за обнаружение различных аминокислот и что связывание с T1r3 не играет прямой роли в распознавании вкусов.
Из соображений подготовки рецепторов группа решила изучить гетеродимер T1r2-T1r3 рыбы медака, а не человеческую версию. Тем не менее, поскольку семейство T1r является универсальным для животных более высокого уровня, эти результаты должны стать информативной моделью вкусовых ощущений у людей.