Molekularna osnova zaznavanja grenkega okusa je v veliki meri pojasnjena
Raziskovalci DIfE so nedavno objavili svoje obsežne rezultate na molekularni osnovi zaznavanja grenkega okusa v Chemical Senses (DOI: 10.1093 / chemse / bjp092; Meyerhof et al., 2009; Molekularno sprejemljivi obsegi človeških receptorjev za grenki okus TAS2R).
Grenke snovi so po strukturi zelo različne. Mnoge od teh snovi najdemo v rastlinah, druge proizvajajo živali, tretje pa nastanejo med predelavo hrane ali med procesom staranja in razpadanja. Kako pa je mogoče zaznati vse te heterogene grenke snovi s samo 25 različnimi vrstami senzorjev?
Ekipa znanstvenikov okoli dveh raziskovalcev okusa Wolfganga Meyerhofa in Maika Behrensa je raziskala to vprašanje. S pomočjo sistema celične kulture - neke vrste "umetnega jezika" - so preizkusili učinek 104 naravnih in sintetičnih grenkih snovi na 25 različnih receptorjev grenkega okusa pri ljudeh. Prvič so uspeli identificirati vezavne partnerje za pet od desetih senzorjev, ki so še vedno veljali za "osirotele" *, in dodeliti enega ali več ustreznih receptorjev 64 grenkim snovem, za katere receptor ni bil znan. Te grenke snovi vključujejo številne snovi, ki vsak dan "zagrenijo" življenje, na primer kofein iz kave, limonin iz agrumov, kinin iz grenke limone, etil pirazin, ki nastaja med praženjem, sinigrin iz različnih vrst zelja, pa tudi zdravilne sestavine.
Medtem ko so nekateri receptorji reagirali le na nekaj posebnih snovi, so druge vrste senzorjev lahko prepoznale široko paleto najrazličnejših grenkih snovi. Tri vrste receptorjev so zadostovale za odkrivanje približno polovice od 104 testiranih grenkih snovi. Na splošno so senzorji okusa prepoznali naravne in sintetične snovi. Vendar so se nekateri receptorji prednostno odzvali na naravne snovi, drugi pa so pokazali jasno "prednost" sintetičnim grenkim snovem.
Toda grenke snovi so se obnašale tudi drugače: 63 testiranih snovi je aktiviralo le eno do tri vrste receptorjev. Nasprotno pa je 19 snovi hkrati stimuliralo do 15 tipov senzorjev. Mejne koncentracije posameznih snovi, ki jih je treba preseči, da se sproži grenak signal, so bile zelo različne.
"Neenake mejne vrednosti za različne grenke snovi bi se lahko razvile iz različnih razlogov," pravi Maik Behrens. "Na primer, strupenost snovi bi lahko igrala vlogo." Strihnin in brucin sta dva strukturno tesno povezana grenka rastlinska alkaloida. Vendar se razlikujejo glede na toksičnost. Medtem ko je smrtonosni odmerek strihnina v območju od 5 do 10 mg, je vrednost smrtonosnega odmerka brucina okoli 1000 mg. To se odraža tudi v mejnih vrednostih obeh snovi za grenki receptor 46. Strihnin aktivira receptor pri koncentraciji XNUMX -krat nižji od koncentracije brucina. Zanimivo je, da mejna koncentracija, pri kateri se zazna strihnin, približno ustreza naravni koncentraciji, pri kateri se ta strup pojavi v semenih arašidovih oreščkov.
Osnovne informacije:
* Tako imenovani "osiroteli" receptorji so receptorji, ki jim raziskovalci še niso mogli dodeliti vezavnega partnerja.
Dojemanje grenkega okusa je prirojeno in dojenčki že zaznavajo grenke snovi. Če malčku podarite nekaj grenkega, ga poskuša čim hitreje izpljuniti. Čeprav med grenkobo in toksičnostjo ni splošne povezave, znanstveniki na splošno menijo, da naj bi nas občutek grenkobe zadrževal pri uživanju strupenih živil.
Wolfgang Meyerhof vodi eno vodilnih delovnih skupin DIfE, ki se ukvarja z raziskavami okusa v Nemčiji. Skupini je uspelo identificirati vseh 25 genov grenkih receptorjev pri ljudeh. Grenke receptorje lahko najdemo na jeziku, pa tudi na področju neba, grla in grla. Že leta 2005 in 2006 so rezultati Meyerhofove delovne skupine pokazali, da je zaznavanje grenkega okusa igralo pomembno vlogo v evoluciji človeka. Leta 2007 je Meyerhofova skupina pokazala, da imajo okusne celice različne sklope grenkih receptorjev. To bi izpolnilo zahteve za razlikovanje med različnimi grenkimi snovmi, vsaj na molekularni in celični ravni.
Nemški inštitut za prehrano ljudi Potsdam-Rehbrücke (DIfE) je član združenja Leibniz. Raziskuje vzroke bolezni, povezanih s prehrano, za razvoj novih strategij za preprečevanje, zdravljenje in prehranska priporočila.
Glavna raziskovalna področja so debelost, sladkorna bolezen in rak.
Združenje Leibniz trenutno vključuje 86 raziskovalnih inštitutov in servisnih ustanov za raziskave ter tri pridružene člane. Usmeritev inštitutov Leibniz sega od naravnih, inženirskih in okoljskih ved do ekonomije, družbenih in prostorskih ved ter humanističnih ved. Inštituti Leibniz delujejo strateško in predmetno na vprašanjih splošnega družbenega pomena. Zvezna in državna vlada zato skupaj podpirata inštitute združenja Leibniz. Inštituti Leibniz zaposlujejo okoli 14.200 ljudi, od tega okoli 6.500 znanstvenikov, od tega 2.500 mladih znanstvenikov. Več podrobnosti pod www.leibniz-gemeinschaft.de
Vir: Potsdam-Rehbrücke [DIfE]
