Горький вкус
Восприятие вкуса - сложный процесс, осуществляемый посредством использования самых разнообразных механизмов передачи информации.
Восприятие вкуса начинается в собственно органах вкусовой чувствительности. На данном этапе вкус от обоняния отделить сложно, а то и невозможно: к примеру, в водной среде растворенное вещество воспримется обонянием и вкусом одинаковым образом. Более того, у разных животных совершенно разные органы восприятия вкуса.
У человека, как и у других млекопитающих, органы вкуса - это вкусовые луковицы. Расположены они главным образом на языке, но в немалом количестве встречаются и на других внутренних поверхностях ротовой полости. Луковица представляет собой пучок из чувствительных с одной стороны и посылающих сигнал в мозг с другой клеток, которые, скорее всего, являются видоизмененными нейронами.
Но сам вкус клетка чувствует через специальные ферменты-рецепторы, которые она выставляет на своей поверхности. Любая клетка может экспрессировать только 1 вид рецептора, гены остальных рецепторов в это же время находятся в подавленном состоянии. Таким образом, целые луковицы не вкусоспецифичны, но отдельные клетки действительно таковы.
Считается, что первичных, базовых вкусов всего 5: кислый, сладкий, горький, соленый, мясной (также называемый "умами"). Однако мясной вкус еще не полностью признан в научном сообществе, так как то, что его вызывает - белковые соединения - на деле не обладают каким-то особенным составом, а ощущаются так только в своем полимеризованном виде.
У человека состав и количество рецепторов разнится. Так, "горьких" рецепторов у нас свыше 30 видов (вероятно, так получилось из-за того, что многие яды имеют именно горький, а не какой-либо другой вкус), но при этом только один вид для сладкого вкуса.
Тема недавней научной работы - рецепторы горького вкуса. До сих пор была непонятна их молекулярная структура, но ученые установили ее с высокой точностью. Кроме того, им удалось выявить мелкие детали, ранее не замечаемые другими исследователями.
Изучение структуры
Перед учеными стояла задача расшифровать последовательность рецептора, что и было сделано. Но на этом их работа не окончилась: напротив, их вклад в науку только начинал набирать обороты.
Стрихнин - ядовитый алкалоид, продукт растений Strychnos Nux-vomica. Он имеет конкретный горький вкус. Как выяснилось, связываясь с рецептором горького вкуса TAS2R46, стрихнин менял его конформацию. Сравнивая измененный и неизмененный варианты фермента, ученые поняли, что внеклеточная часть его подвижна, тогда как внутриклеточная - статична. Вызвано это тем, что рецептор как бы пронизывает внешнюю клеточную мембрану и просматривается с обеих сторон и, как видно, каждая его сторона приспособлена к своей роли даже по показателю подвижности.
В активации TAS2R46 участвовало другое соединение - молекулярный переключатель Y2416.48T. Удалось идентифицировать новый его остаток. Полученные сведения позволяют предполагать, что процесс распознавания вкуса и активации рецептора может быть гораздо более сложен, чем считалось ранее.
Профессор Чжи-Джи Лю, один из авторов статьи и исполнительный директор Института iHuman:
«Трехмерные структуры обеспечивают основу для дальнейшего изучения других рецепторов горького вкуса и их терапевтического применения».
Как известно, горькие рецепторы - часть группы GPCR-ферментов, свойством которых является постоянное соединение с G-белком (это другой протеин, выполняющий функции посредника в различных реакционных каскадах внутри клеток).