חוקרים מגלים כיצד אנו תופסים טעם מר

פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


בני אדם יכולים לחוש בחמישה טעמים שונים: חמוץ, מתוק, אומאמי, מר ומלוח, באמצעות חיישנים מיוחדים על לשוננו הנקראים קולטני טעם. מלבד לאפשר לנו ליהנות ממאכלים טעימים, תחושת הטעם מאפשרת לנו לקבוע את ההרכב הכימי של המזון ומונעת מאיתנו לצרוך חומרים רעילים.

פרסומת

חוקרים בבית הספר לרפואה של UNC, כולל בריאן רוט, MD, PhD, הפרופסור הנכבד לפרמקולוגיה של מייקל הוקר ו- Yoojoong Kim, PhD, חוקר פוסט-דוקטורט במעבדת רוט, יצאו לאחרונה להתייחס לשאלה אחת מאוד בסיסית: "איך בדיוק אנחנו קולטים טעם מר?"

מחקר חדש שפורסם ב טֶבַע, חושף את מבנה החלבון המפורט של קולטן הטעם המר TAS2R14. בנוסף לפתרון המבנה של קולטן הטעם הזה, החוקרים הצליחו גם לקבוע היכן חומרים בעלי טעם מר נקשרים ל-TAS2R14 וכיצד הם מפעילים אותם, ומאפשרים לנו לטעום חומרים מרים.

"מדענים יודעים מעט מאוד על ההרכב המבני של קולטני טעם מתוק, מר ואומאמי", אמר קים. "באמצעות שילוב של שיטות ביוכימיות וחישוביות, אנו מכירים כעת את המבנה של קולטן הטעם המר TAS2R14 ואת המנגנונים המאתחלים את תחושת הטעם המר בלשוננו".

מידע מפורט זה חשוב לגילוי ועיצוב מועמדים לתרופות שיכולות לווסת ישירות את קולטני הטעם, עם פוטנציאל לטפל במחלות מטבוליות כמו השמנת יתר וסוכרת.

מכימיקלים לחשמל ועד לסנסציה

TAS2R14s הם חברים במשפחת קולטני ה-G protein-coupled receptors (GPCR) של קולטני הטעם המר. הקולטנים מחוברים לחלבון המכונה חלבון G. TAS2R14 בולט מהאחרים במשפחתו מכיוון שהוא יכול לזהות יותר מ-100 חומרים שונים הידועים כטעמים מרים.

חוקרים מצאו שכאשר טעמים מרים באים במגע עם קולטני TAS2R14, הכימיקלים נצמדים לנקודה ספציפית בקולטן הנקראת אתר אלוסטרי, הדבר גורם לחלבון לשנות את צורתו, ומפעיל את חלבון ה-G המחובר.

זה מעורר סדרה של תגובות ביוכימיות בתוך תא קולטן הטעם, מה שמוביל להפעלה של הקולטן, אשר יכול לשלוח אותות לסיבי עצב זעירים – דרך עצבי הגולגולת בפנים – לאזור במוח הנקרא קליפת הטעם. . זה המקום שבו המוח מעבד ותופס את האותות כמרירות. וכמובן, מערכת האיתות המורכבת הזו מתרחשת כמעט באופן מיידי.

תפקידו של כולסטרול בקבלת טעם מר

תוך כדי עבודה על הגדרת המבנה שלו, חוקרים מצאו תכונה ייחודית נוספת של TAS2R14 – שכולסטרול נותן לו יד מסייעת בהפעלתו.

"הכולסטרול נמצא באתר קישור אחר שנקרא הכיס האורתוסטרי ב-TAS2R14, בעוד שהטעם המר נקשר לאתר האלוסטרי", אמר קים. "באמצעות הדמיות דינמיקה מולקולרית, מצאנו גם שהכולסטרול מכניס את הקולטן למצב חצי פעיל, כך שניתן להפעיל אותו בקלות על ידי הטעם המר."

לחומצות מרה, שנוצרות בכבד, יש מבנים כימיים דומים לכולסטרול. מחקרים קודמים העלו כי חומצות מרה יכולות להיקשר ולהפעיל את TAS2R14, אך מעט ידוע על איך והיכן הן נקשרות בקולטן.

באמצעות המבנה החדש שלהם, חוקרים גילו שחומצות מרה עשויות להיות נקשרות לאותו כיס אורתוסטרי כמו כולסטרול. בעוד התפקיד המדויק של חומצת מרה או כולסטרול ב-TAS2R14 עדיין לא ידוע, הוא עשוי למלא תפקיד בחילוף החומרים של חומרים אלה או ביחס להפרעות מטבוליות כמו השמנת יתר או סוכרת.

איך זה יכול לעזור לפיתוח תרופות

הגילוי של אתר קשירה אלוסטרי חדש זה לחומרים בעלי טעם מר הוא ייחודי.

אזור הקישור האלוסטרי ממוקם בין TAS2R14 וחלבון ה-G המקושר שלו נקרא G-protein alpha. אזור זה קריטי ליצירת קומפלקס איתות, שעוזר להעביר את האות מקולטן הטעם לחלבון ה-G לתאי קולטני הטעם.

"בעתיד, המבנה הזה יהיה המפתח לגילוי ועיצוב מועמדים לתרופות שיכולות לווסת ישירות חלבוני G דרך האתרים האלוסטריים", אמר קים. "יש לנו גם את היכולת להשפיע על תת-סוגים ספציפיים של חלבון G, כמו חלבון G אלפא או חלבון G בטא, במקום מסלולי חלבון G אחרים שאנחנו לא רוצים שיגרמו לתופעות לוואי אחרות."

רוט וקים גילו מספר גילויים חדשים, אבל חלקם משאירים יותר שאלות מתשובות. במהלך מחקר גנומי, הם מצאו שחלבון TAS2R14 במתחם עם מערכת העיכול מתבטא מחוץ ללשון, במיוחד במוח הקטן במוח, בבלוטת התריס ובלבלב. חוקרים מתכננים מחקרים עתידיים כדי להבהיר את התפקוד של חלבונים אלה מחוץ לפה.

עבודה זו נתמכה על ידי ה NIH מאיר את יוזמת הגנום הניתן לתרופות.



קישור לכתבת המקור – 2024-04-10 18:28:24

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר