Открытие механизма восприятия сладости: новое «свободное» состояние объясняет, как вкусовые рецепторы ощущают сахар

от

Учёные из Детской исследовательской больницы Святого Иуды использовали подходы структурной биологии, чтобы понять, как вкусовые рецепторы распознают подсластители.

Вкусовые рецепторы сладкого

Вкусовые рецепторы сладкого — это белки в вкусовых рецепторах, которые обнаруживают сахар и другие подсластители. Однако механизм, лежащий в основе их активации, был неясен.

Учёные из Детской исследовательской больницы Святого Иуды использовали криоэлектронную микроскопию, чтобы выявить полный диапазон движений сладкого вкусового рецептора при связывании с подсластителями сукралозой и адвантамом. Это позволило обнаружить ранее неизвестный механизм активации.

Результаты исследования

Исследование проливает уникальный свет на то, как эти рецепторы вызывают ощущение сладости, и предлагает рекомендации по созданию более эффективных подсластителей. Результаты были опубликованы сегодня в журнале Cell Research.

Человеческий рецептор сладкого вкуса относится к семейству белков, называемых G-белок-сопряжёнными рецепторами класса C (GPCRs), и состоит из двух белков: TAS1R2 и TAS1R3. Учёные не до конца понимали, как рецептор изменяет свою форму при связывании с молекулой сладкого вещества.

«В литературе накоплено много функциональных данных, но без фиксации полного диапазона движений рецептора сложно понять молекулярный механизм», — сказал ответственный автор Чиа-Сюэ Ли, доктор философии, из отдела структурной биологии больницы Святого Иуды. «Поэтому мы решили использовать структурный подход для изучения этого рецептора».

Новое состояние вкусового рецептора

Благодаря структурным и функциональным исследованиям учёные обнаружили новое состояние для рецептора сладкого вкуса. Это состояние дополняет несвязанные и связанные структуры рецептора и, по-видимому, представляет собой полностью активированное состояние рецептора.

«Наши структурные и функциональные исследования показывают, что это „свободное“ состояние, как мы его назвали, является полностью активированным состоянием», — сказал Ли. «Обладая этими знаниями, мы можем лучше понять механизм активации сладкого рецептора и предположить, что молекулы, которые могут стабилизировать это особое свободное состояние, должны быть более сладкими».

Исследование предоставило детальный обзор «свободного» состояния, которое относится к формам, принимаемым частями TAS1R2 и TAS1R3, называемыми доменом «венериной мухоловки» (VFT). Домены VFT (по одному от каждого белка) плотно соединены в отсутствие подсластителя.

«В этой новой структуре, когда подсластитель связывается с TAS1R2, петля TAS1R2 вставляется в интерфейс между TAS1R2 и TAS2R3, вызывая разделение доменов VFT», — сказал первый автор Хаолан Ван, доктор философии, из отдела структурной биологии больницы Святого Иуды. «Это большое отличие по сравнению с другими GPCRs класса C, где домены VFT слипаются в активированном состоянии».

Взаимодействие подсластителей с рецептором

Исследование также показало, что, хотя сукралоза и адвантам действуют механически схоже, они взаимодействуют с рецептором по-разному. Это даёт возможность улучшить существующие подсластители.

«Нам было очень любопытно, почему этот вкусовой рецептор сладкого может связываться с таким количеством различных подсластителей», — сказал соавтор-первый автор Сяо Чен из отдела структурной биологии больницы Святого Иуды. «Выявив беспрецедентные снимки сладкого вкусового рецептора, наше исследование даёт новое представление о том, как мы воспринимаем сладость, и помогает в разработке более качественных подсластителей».

Предоставлено Детской исследовательской больницей Святого Иуды.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте