苦味感知的分子基础已基本阐明

仅仅 25 种不同的苦味感受器就足以感知数以万计的苦味物质。 德国人类营养研究所 (DIfE) 的科学家现在可以解释这是如何实现的。 “我们现在知道苦味传感器的结合特性非常不同,只有这些特性的结合才能记录如此广泛的苦味物质,”该研究的第一作者 Wolfgang Meyerhof 说。

DIfE 研究人员最近发表了他们关于化学感官中苦味感知的分子基础的广泛结果(DOI:10.1093/chemse/bjp092;Meyerhof 等人,2009;人类 TAS2R 苦味受体的分子接受范围)。

苦味物质的结构非常不同。其中许多物质存在于植物中,其他物质是由动物产生的,其他物质是在食品加工或老化和腐烂过程中产生的。但如何仅用 25 种不同的传感器类型来检测所有这些异质苦味物质呢?

由两位味觉研究人员 Wolfgang Meyerhof 和 Maik Behrens 领导的科学家团队研究了这个问题。他们使用细胞培养系统(一种“人造舌头”)测试了 104 种天然和合成苦味物质对 25 种不同人类苦味受体的影响。他们首次能够识别出仍然被认为是“孤儿”*的 64 个传感器中的 XNUMX 个的结合伴侣,并将一个或多个合适的受体分配给 XNUMX 种尚无受体的苦味物质。这些苦味物质包括许多让我们每天生活变得“苦”的物质,比如咖啡中的咖啡因、柑橘类水果中的柠檬苦素、苦柠檬中的奎宁、烘焙过程中产生的乙基吡嗪、各种卷心菜中的黑芥苷,还有药用成分。

虽然一些受体仅对几种特定物质做出反应,但其他类型的传感器能​​够检测多种不同的苦味物质。其中三种受体类型足以检测到所测试的 104 种苦味物质中的大约一半。一般来说,味觉传感器可以识别天然物质和合成物质。然而,一些受体优先对天然物质做出反应,而另一些受体则对合成苦味物质表现出明显的“偏好”。

但所检测的苦味物质也表现不同:所检测的 63 种物质仅激活一到三种受体类型。相比之下,其中 19 种物质同时刺激多达 15 种传感器类型。触发苦味信号必须超过的各种物质的阈值浓度差异很大。

“不同苦味物质的阈值不同可能是出于不同的原因,”Maik Behrens 说。 “例如,这些物质的毒性可能起了一定作用。”马钱子碱和马钱子碱是两种结构密切相关的苦味植物生物碱。然而,它们的毒性不同。士的宁的致死剂量为 5 至 10 毫克,而马钱子碱的致死剂量为 1000 毫克。这也反映在两种物质对于苦味受体46的阈值上。马钱子碱激活受体的浓度比马钱子碱低 XNUMX 倍。有趣的是,士的宁被感知的阈值浓度大约对应于坚果种子中这种毒物发生的自然浓度。

背景资料:

*所谓的“孤儿”受体是研究人员尚未能够为其分配结合伴侣的受体。

对苦味的感知是与生俱来的,甚至婴儿也能感知到苦味物质。如果你给小孩子一些苦的东西,他们会试图尽快吐出来。尽管苦味和毒性之间没有普遍的联系,但科学家普遍认为苦味是为了保护我们不吃有毒食物。 

Wolfgang Meyerhof 是 DIfE 负责德国口味研究的主要工作组之一的负责人。该小组成功鉴定了所有 25 个人类苦味受体基因。苦味感受器可以在舌头上找到,也可以在上颚、喉咙和喉部区域找到。早在2005年和2006年,迈耶霍夫工作组的研究结果就表明,苦味感知在人类进化过程中发挥着重要作用。 2007 年,Meyerhof 的研究小组表明味觉细胞具有不同的苦味受体组。这将满足区分不同苦味物质的要求,至少在分子和细胞水平上。

德国波茨坦雷布鲁克营养研究所 (DIfE) 是莱布尼茨协会的成员。它研究饮食相关疾病的原因,以制定新的预防、治疗和营养建议策略。

主要研究领域是肥胖、糖尿病和癌症。

莱布尼茨协会目前包括 86 个研究机构和研究服务机构以及 14.200 个附属会员。莱布尼茨研究所的重点范围从自然、工程和环境科学到经济学、社会和空间科学以及人文学科。莱布尼茨研究所在战略和主题上致力于研究对整个社会重要的问题。因此,联邦政府和州政府共同支持莱布尼茨协会的研究所。莱布尼茨研究所拥有约 6.500 名员工,其中约 2.500 名是科学家,其中包括 XNUMX 名年轻科学家。更多详情如下 www.leibniz-gemeinschaft.de

来源:波茨坦 - 瑞布鲁克[DIfE]

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