Fremme videnskaben om lugt - med et strejf af moskus

Forskere har identificeret vigtige molekylære mekanismer, der virker, når folk lugter moskus, en højt værdsat gruppe af fikseringsmidler, der bruges i mange parfumer og colognes. Opdagelsen kan have konsekvenser for en lang række effekter på humør og adfærd hos hvirveldyr, sagde forskerne.

Forskningen er det seneste skridt i den igangværende videnskabelige udforskning af, hvordan menneskelig lugt starter på molekylært niveau - en indviklet, kemisk proces, der længe har undgået videnskabsmænd. En Yale-ledet forskergruppe beskrev resultaterne i en undersøgelse offentliggjort online den 9. april i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences .

"Vores beregningsmæssige strukturelle modeller af olfaktoriske receptorer har guidet mutagenese-eksperimenter og givet forståelse for de interaktioner, der er ansvarlige for moskusbinding, " sagde Victor Batista, en kemiprofessor ved Yale og en af ​​de vigtigste efterforskere for undersøgelsen. Batista er også medlem af Energy Sciences Institute på Yale's West Campus.

Batista og hans kolleger er tilhængere af en teori om, at lugt initieres af specifikke molekylære interaktioner mellem lugtstoffer og G-proteinkoblede receptorer (GPCR'er) i lugteepitelet i næsehulen, udløser minder og fremkalder reaktioner baseret på erfaringer med den duft. Tidligere forskning fra gruppen identificerede to olfaktoriske receptorer hos mennesker, OR5AN1 og OR1A1, der reagerer på moskusforbindelser.

Selvom moskus er meget brugt i parfumer og i traditionel kinesisk medicin, lidt er kendt om, hvordan de virker på molekylært niveau under lugte. Sådan viden, bemærk forskerne, kunne hjælpe med at fremme undersøgelsen af ​​moskuss farmakologiske virkninger.

Forskerne udviklede strukturelle modeller af OR5AN1 og OR1A1 baseret på kvantemekanik/molekylær mekanik hybridmetoder, en molekylær simuleringsmetode, der gør det muligt at studere kemiske processer i opløsning og i proteiner. Disse strukturelle modeller forudsagde bindingssteder på OR5AN1 og OR1A1 for en række forskellige moskus.

"Vores resultater giver os mulighed for at forstå, hvordan lugte virker på molekylært niveau, " sagde Yale postdoc associeret Lucky Ahmed, undersøgelsens medansvarlige forfatter.

Forskerne fandt ud af, at OR5AN1 reagerer på makrocykliske og nitromuskforbindelser (to grupper af syntetiske moskus), mens OR1A1 kun reagerer fremtrædende på nitromusks. Forskerne identificerede også aminosyrerester, der hjælper med bindingsprocessen.