Figur 1:Kristallstruktur för smakreceptorn T1r2-T1r3 ligandbindande domän heterodimer. Upphovsman:Okayama University
Receptorer är hur kroppen känner sin omgivning. Vid bindning av en ligand, en receptor kommer att initiera en kedja av händelser som framkallar ett svar. Vårt luktsystem beror på cirka 400 receptorer för att ge oss vårt luktsinne. Smak, dock, fungerar med ett mycket mindre antal:Kombinationen av endast tre medlemmar av familjen smakreceptor typ 1 (T1r) kan upptäcka ett brett utbud av söta och salta smaker hos människor.
"T1r heterodimerer kan uppfatta de flesta söta och umami smakämnen, "säger professor Junichi Takagi från Osaka University." För att förstå denna uppfattning, vi tittade på heterodimers atomstruktur. "
Våra kroppar känner en smak när en aminosyra i maten binder till en heterodimer av två T1r -medlemmar. Takagi är expert på strukturbiologi som studerar receptors fysiska konformationer vid bindning till deras ligander.
"Lock-and-key-teorin förklarar de flesta ligand-receptorbindningar. T1r är ovanligt eftersom denna teori inte verkar gälla. Vi trodde att det skulle göra en intressant forskningsstudie."
Takagi kontaktades av Prof. Denna heterodimer binder till ett brett spektrum av aminosyror för uppfattningen av salta smaker. För att mäta strukturen på atomnivå, de använde Takagis expertis samt synkrotronstrålningsutrustningen på RIKEN SPring-8 i Japan.
Forskargruppen fann att heterodimerstrukturen var ungefär densamma oavsett aminosyran bunden, men affiniteten för aminosyran säkerställdes tillsammans med de skalstrukturerade vattenmolekylerna runt aminosyran. Denna egenskap kan förklara hur en enda heterodimer kan binda till en rad ligander.
Figur 2:Övergripande struktur för smakreceptorn och schematisk ritning av smakämnesbindande fickor. Upphovsman:Okayama University
"Vi fann att utrymmet där liganden binder T1r2 är mycket större än själva liganden. Detta större utrymme kan stå för det strukturerade vattnet, "Sade Yamashita." Utrymmet i lock-and-key-receptorer är mycket mindre. "
En liknande egenskap finns i receptorer som passerar olika typer av läkemedel, vilket tyder på att denna mekanism kan vara konstant för icke-specifika receptorer.
Även om bildning av heterodimern är nödvändig för uppfattning, fynden indikerade att T1r2 var ansvarig för att detektera olika aminosyror och att bindning till T1r3 inte hade en direkt roll för att känna igen smaker.
Av receptionsskäl för receptorerna, gruppen valde att studera medaka fisken T1r2-T1r3 heterodimer över den mänskliga versionen. Än, eftersom T1r-familjen är universell hos djur på högre nivåer, dessa fynd bör göra en informativ modell för smakupplevelse hos människor.
