Gorak okus je nepogrešiv, ali koji hemijski procesi ga uzrokuju?
Zahvaljujući novim istraživanjima, sada znamo kako se receptori okusa (okusni pupoljci) našeg jezika aktiviraju na molekularnom nivou, što je proboj u nauci o okusu.
Predvođena timom s Medicinskog fakulteta Univerziteta Sjeverne Karoline (UNC), studija se fokusira na receptor gorkog okusa nazvan TAS2R14 i njegovu ulogu u prepoznavanju jednog od pet različitih okusa koje možemo osjetiti: slatko, kiselo, slano, gorko, i umami (ili slano).
Nadovezuje se na ono što znamo o osjetilu okusa i potencijalno bi moglo dovesti do poboljšanih tretmana zdravstvenih stanja u koje je upleten receptor TAS2R14 – uključujući pretilost, dijabetes, astmu i hroničnu opstruktivnu plućnu bolest.
"Naučnici znaju vrlo malo o strukturnom sastavu receptora za slatki, gorki i umami okus", kaže farmakolog Yoojoong Kim s Medicinskog fakulteta UNC-a.
"Koristeći kombinaciju biohemijskih i računalnih metoda, sada znamo strukturu receptora gorkog okusa TAS2R14 i mehanizme koji inicijaliziraju osjećaj gorkog okusa na našim jezicima."
Te su metode uključivale kriogenu elektronsku mikroskopiju, koja omogućuje ultra-precizno oslikavanje 3D strukturne biologije molekula u njihovom aktivnom stanju tako što ih brzo čuva na ultra-niskim temperaturama. Naučnici tada mogu proučavati funkciju molekula poput proteina i virusa, što može dovesti do ciljanijih tretmana za stanja u kojima molekula igra ulogu.
Tim je otkrio da kada gorke tvari (ili okusi) pogode TAS2R14, one se uglave u alosterično mjesto. Ova regulatorna regija omogućuje molekulama da se vežu za protein i utječu na njegovu funkcionalnu aktivnost.
Mehanizam dosad nije otkriven. Tastantova veza s alosteričkim mjestom mijenja oblik receptora, aktivirajući njegov povezani G protein i pokrećući lančanu reakciju signaliziranja dalje niz liniju.
Ovo je način na koji se poruka šalje u dio mozga koji se zove okusni korteks, gdje obrađujemo i percipiramo signale kao okus gorčine.
Još jedno novo otkriće je uključenost kolesterola, koji se veže na aktivno mjesto na TAS2R14 kako bi pomogao pokrenuti proces otkrivanja gorkog okusa. Žučne kiseline, koje imaju strukturu sličnu kolesterolu, prethodno su bile povezane s aktivacijom TAS2R14.
"Kolesterol se nalazio na drugom mjestu vezivanja zvanom ortosterični džep u TAS2R14, dok se gorki tastant veže na alosterično mjesto", kaže Kim.
"Simulacijama molekularne dinamike također smo otkrili da kolesterol dovodi receptor u poluaktivno stanje, tako da ga gorak okus može lako aktivirati."
Što se tiče načina na koji bi se nova otkrića mogla koristiti, osim boljeg razumijevanja najsloženijih procesa u tijelu, može se činiti skok od okusa nečeg gorkog do zdravstvenih problema koje smo ranije spomenuli.
Međutim, ti se receptori također nalaze u našim dišnim putevima i igraju ulogu u regulaciji apetita, dok kolesterol i žučne kiseline pomažu u kontroli metabolizma – tako da bi tretmani za sve povezane probleme mogli imati koristi od onoga što su naučnici ovdje naučili.
"U budućnosti će ova struktura biti ključna za otkrivanje i dizajniranje kandidata za lijekove koji mogu izravno regulirati G proteine kroz alosterična mjesta", kaže Kim.
Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature .
