NOWOŚĆ!Już dziś zapisz się, aby otrzymywać nasz newsletter! Zapisz się 

LEKARZAktualnościInnowacje

OR51E2: tajemnice zapachu

Amerykańscy naukowcy zmapowali precyzyjną trójwymiarową strukturę ludzkiego receptora węchowego, robiąc krok naprzód w zrozumieniu najbardziej zagadkowego ze zmysłów.

Badanie, którego wyniki opublikowano 15 marca w czasopiśmie „Nature”, opisuje receptor węchowy o nazwie OR51E2 i pokazuje, w jaki sposób rozpoznaje on zapach sera poprzez specyficzne interakcje molekularne. – To w zasadzie nasze pierwsze zobrazowanie dowolnej cząsteczki zapachowej wchodzącej w interakcję z jednym z naszych receptorów węchowych – mówi współautor badania Aashish Manglik, chemik farmaceutyczny z University of California w San Francisco (USA).

Odkrywanie mechanizmu

Ludzki genom zawiera geny kodujące 400 receptorów węchowych, które wykrywają wiele zapachów. Po raz pierwszy odkryli je Richard Axel i Linda Buck w 1991 roku. Już w latach dwudziestych XX wieku naukowcy szacowali, że ludzki nos może rozróżnić około 10 tys. zapachów, ale przeprowadzone w 2014 roku badanie sugeruje, że ludzie są w stanie rozróżnić ich ponad bilion.

Każdy receptor węchowy może wchodzić w interakcje z podzbiorem cząsteczek zwanych substancjami zapachowymi, a pojedynczy środek zapachowy może aktywować wiele receptorów. — To jak uderzanie w akord na pianinie — wyjaśnia Manglik. — Zamiast uderzania w pojedynczą nutę, mamy kombinację uderzanych klawiszy, która powoduje postrzeganie wyraźnego zapachu — tłumaczy badacz.

W jaki sposób receptory wiążą się z substancjami zapachowymi? Manglik i jego współpracownicy skupili się na receptorze OR51E2, którego funkcje wykraczają poza rozpoznawanie zapachu – znajduje się on w jelitach, nerkach i tkankach prostaty, a także w neuronach węchowych.

Kotwiczenie

OR51E2 oddziałuje z dwiema cząsteczkami zapachowymi: octanem, który pachnie octem, i propionianem, który zapach ma tandetny. Za pomocą mikroskopii krioelektronowej (techniki obrazowania w rozdzielczości atomowej) oczyścili OR51E2 i przeanalizowali jego strukturę z propionianem i bez niego. Wykorzystali również symulacje wspomagane komputerowo, aby modelować interakcję białka z substancją zapachową w skali atomowej.

Okazało się, że propionian wiąże OR51E2 poprzez specyficzne wiązania jonowe i wodorowe, które kotwiczą kwas karboksylowy propionianu do aminokwasu, argininy, w regionie receptora nazywanego kieszenią wiążącą. Wiązanie z propionianem zmienia kształt OR51E2 i to włącza receptor.

Badacze wykazali, że mutacje wpływające na argininę zapobiegają aktywacji OR51E2 przez propionian. – To nasz sposób na ułożenie kostek domina, aby zrozumieć, w jaki sposób naciskanie jednej strony receptora włącza drugą – wyjaśnia Manglik.

Receptor OR51E2 jest specyficzny dla propionianu i octanu. Ale nie chodzi tylko o wiązanie pojedynczego środka zapachowego z pojedynczymi cząsteczkami receptora. OR51E2 jest receptorem węchowym klasy I; tylko około 10 proc. ludzkich genów receptorów węchowych koduje ten typ. Reszta koduje receptory klasy II, które zazwyczaj rozpoznają szerszy zakres zapachów. – Mogą mieć bardzo różne mechanizmy – komentuje Vanessa Ruta, neurobiolog z Rockefeller University w Nowym Jorku (USA).

Zbadanie innych przykładów ludzkich receptorów węchowych i wyjaśnienie ich struktury pozwoli naukowcom na szersze zrozumienie różnych sposobów rozpoznawania substancji zapachowych.

Źródło: nature.com
Foto: piłaby.com

Powiązane artykuły
LEKARZInnowacje

Słuchawki z AI pozwalają usłyszeć wybraną osobę w tłumie

Mamy już słuchawki z redukcją szumów, które są świetne i niezastąpione w wygłuszaniu niepotrzebnych dźwięków, jednak nadal wyzwaniem pozostaje stworzenie takich, które…
PACJENTAktualności

Stała opieka koordynowana marzeniem pacjentów z neurofibromatozami

– To był dobry rok dla pacjentów, którzy chorują na tę rzadką chorobę. Jednak wciąż czekamy, żeby opieka koordynowana nad chorymi z…
LEKARZInnowacje

#nanoleki przeciwbakteryjne – czy zastąpią antybiotyki?

– Stoimy dziś na progu ery postantybiotykowej, w której zwykłe infekcje znów będą zabijać ludzi. Od lat gramy z bakteriami w grę…
Zapisz się, aby otrzymywać nasz newsletter

    Dodaj komentarz

    Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *