En fisk i alle smagsvarianter

Receptorer er, hvordan kroppen fornemmer sit miljø. Ved binding af en ligand, en receptor vil initiere en kæde af begivenheder, der fremkalder et respons. Vores lugtesystem afhænger af cirka 400 receptorer for at give os vores lugtesans. Smag, imidlertid, opererer med et meget mindre antal:Kombinationen af ​​kun tre medlemmer af smagsreceptor type 1 (T1r) familien kan påvise en lang række søde og salte smagsstoffer hos mennesker.

"T1r heterodimerer kan opfatte de fleste søde og umami smagsstoffer, " siger prof. Junichi Takagi fra Osaka University. "For at forstå denne opfattelse, vi så på atomstrukturen af ​​heterodimeren."

Vores kroppe mærker en smag, når en aminosyre i maden binder sig til en heterodimer af to T1r-medlemmer. Takagi er en ekspert i strukturel biologi, som studerer de fysiske konformationer af receptorer ved binding til deres ligander.

"Lås-og-nøgle-teorien forklarer de fleste ligand-receptor-bindinger. T1r er usædvanlig, fordi denne teori ikke ser ud til at gælde. Vi troede, det ville være et interessant forskningsstudie."

Takagi blev kontaktet af prof. Atsuko Yamashita ved Okayama University, som havde studeret T1r2-T1r3 heterodimeren af ​​medaka fisk i årevis. Denne heterodimer binder sig til en bred vifte af aminosyrer for at opfatte velsmagende smag. For at måle strukturen på atomniveau, de brugte Takagis ekspertise såvel som synkrotronstrålingsudstyret på RIKEN SPring-8 i Japan.

Forskerholdet fandt, at heterodimerstrukturen var omtrent den samme uanset aminosyren bundet, men affiniteten til aminosyren blev sikret sammen med de skalstrukturerede vandmolekyler omkring aminosyren. Denne egenskab kunne forklare, hvordan en enkelt heterodimer kan binde til en række ligander.

"Vi fandt ud af, at rummet, hvori liganden binder T1r2, er meget større end selve liganden. Dette større rum kunne stå for det strukturerede vand, " sagde Yamashita. "Rummen i låse-og-nøgle-receptorer er meget mindre."

En lignende egenskab findes i receptorer, der passerer forskellige typer lægemidler, tyder på, at denne mekanisme kan være konstant for ikke-specifikke receptorer.

Selvom dannelse af heterodimeren er nødvendig for perception, resultaterne indikerede, at T1r2 var ansvarlig for at påvise forskellige aminosyrer, og at binding til T1r3 ikke spillede en direkte rolle i genkendelse af smag.

Af hensyn til forberedelse af receptorerne, gruppen valgte at studere medaka-fisken T1r2-T1r3-heterodimer frem for den menneskelige version. Endnu, fordi T1r-familien er universel i dyr på højere niveauer, disse resultater skulle danne en informativ model for smagssansning hos mennesker.