苦味受体TAS2R14的蛋白质结构在一项新研究中被揭示。研究人员还确定了苦味物质与TAS2R14结合的具体位置及其激活机制。这些发现可能为开发针对味觉受体的药物铺平道路。人类能够感知五种不同的味道——酸、甜、鲜、苦和咸，这些味道由我们舌头上的专业传感器，称为味觉受体，检测。除了增强我们对食物的享受之外，味觉在我们对风味的整体感知中也发挥至关重要的作用。食物的化学成分由北卡罗来纳大学医学院的研究人员，如布莱恩·罗斯博士和金有中博士，确定。他们希望了解我们如何感知苦味。他们的研究发表在《自然》杂志上，揭示了TAS2R14苦味受体的详细蛋白质结构。这使他们能够识别和防止有毒物质的摄入。该过程涉及苦味物质与TAS2R14结合并激活，从而允许我们感知苦味。“科学家们对甜味、苦味和鲜味受体的结构组成知之甚少，”金表示。“通过生化和计算方法的使用，我们现在对苦味受体TAS2R14的结构和启动舌头上苦味感觉的机制有了更好的理解。”这种深入的知识对于开发和创建能够直接控制味觉受体的药物候选物至关重要，这有潜力解决肥胖和糖尿病等代谢疾病。
从化学到电信号再到感觉
TAS2R14属于G蛋白偶联受体（GPCR）家族的苦味受体。这些受体与称为G蛋白的蛋白质相连。TAS2R14与其家族中的其他受体的一个区别在于它能够检测超过100种不同的苦味物质。
科学家发现，当苦味物质与TAS2R14受体相互作用时，这些化学物质会插入到受体上的一个特定位置，称为变构位点。这导致蛋白质形状的改变，引发细胞内电信号的级联反应。与味觉受体相连接的G蛋白被激活，触发味觉受体细胞内一系列生化反应。这导致受体的激活，随后向面部的小神经纤维传递信号，通过颅神经，最终到达大脑的味觉皮层。在这里，大脑将信号解释为苦味。所有这一切几乎瞬间发生。
此外，当研究人员检查TAS2R14的结构时，他们发现一个与胆固醇在苦味感知中角色有关的有趣特征。当胆固醇存在于TAS2R14的正构口袋中时，它使受体处于半活跃状态，更容易被苦味物质激活。胆汁酸，具有与胆固醇相似的化学结构，也被认为能够激活TAS2R14，但具体的结合机制尚不清楚。
研究人员发现胆汁酸可能与胆固醇结合到同一个正构口袋中。胆汁酸或胆固醇在TAS2R14中的确切作用仍不清楚，但这可能与这些物质的代谢或代谢疾病如肥胖或糖尿病有关。
对药物开发的重要性
对苦味物质的新变构结合位点的发现具有重要意义。
变构结合位点位于TAS2R14与其相关的G蛋白之间，称为G蛋白α。这个位点对受体的功能至关重要。形成信号复合物的呼叫帮助将信号从味觉受体传递到味觉受体细胞中的G蛋白。根据金的说法，这种结构将对于发现和设计能够通过变构位点直接调控G蛋白的药物候选物至关重要。能够影响特定的G蛋白亚型，如G蛋白α或G蛋白β，而不是不需要的G蛋白通路也是可能的。尽管罗斯和金做出了几个新发现，但一些内容提出的问题多于答案。在进行基因组学研究时，他们发现TAS2R14蛋白在与GI复合时，发现在舌头外部的区域表达，如大脑的小脑、甲状腺和胰腺。研究人员正计划进行进一步研究，以了解这些蛋白在口腔外的潜在功能。
这项工作的资金由NIH启发可药基因组倡议提供。
