人類甜味受體結構首次獲解析

來源：中國科學報

糖在激活味蕾的同時，給公衆健康帶來了負面影響。而糖究竟是如何“誘惑”人類味覺的一直是個謎。

一項5月7日發表於《細胞》的研究朝着解開上述謎團邁出了決定性一步。科學家首次繪製出人類甜味受體的分子結構圖，並展示了兩種使用最廣泛的人造甜味劑是如何與甜味受體結合並激活它的。

該研究詳細分析了舌頭是如何感知甜味的，並可能爲生產更健康的碳酸飲料、口香糖和其他糖果鋪平道路。

“這種單一受體導致了人類對糖永不滿足的渴求。現在瞭解了該受體的結構，我們有望找到調節其功能的方法。”領導該研究的美國哥倫比亞大學神經學家Charles Zuker說，例如，靶向該受體的化合物可以改變味蕾對天然糖的感知方式。

從成熟的水果到甜膩的酸奶，含有糖或其替代品的食物都能激活甜味受體，觸發被大腦視爲富含能量的獎勵信號的信號級聯反應。

Zuker和同事於2001年首次鑑定出這種甜味受體，發現它是由TAS1R2和TAS1R3組成的複合物。這兩種蛋白質一個鎖住甜味分子，另一個提供結構支撐。

然而，經過20多年的研究，雖然科學家已經破譯了其他味覺受體的結構，如苦味受體，但甜味受體的精確結構仍然難以捉摸。

現在，Zuker的團隊終於確定了甜味受體的結構。研究人員將脆弱的蛋白質複合物穩定在活性構象中，這是高分辨率成像的關鍵先決條件。隨後，他們使用冷凍電子顯微鏡，捕獲了與三氯蔗糖和阿斯巴甜這兩種人工甜味劑結合的受體的原子級快照。

圖像顯示，TAS1R2亞基有一個可被三氯蔗糖或阿斯巴甜佔據的區域。然而，它們的結合方式略有不同，暗示了受體存在一種靈活的結合機制，使其能夠識別各種甜味化合物。TAS1R3亞基則不參與結合，但它在幫助組裝和穩定受體複合物方面發揮了重要作用。

法國第戎味覺與攝食行爲中心的化學感官科學家Loic Briand和同事通過對受體中自然發生的遺傳變異，探索爲什麼有些人能更敏銳地感知甜味。“現在，通過解析甜味受體結構，我們可以定位相關突變，並瞭解它們是如何破壞受體功能的。”Briand說。

此外，甜味受體結構的解析還爲食品化學家提供了設計無熱量甜味劑的工具。研究人員還可以據此設計出能夠增強受體天然甜味敏感性的化合物，從而促使消費者在不犧牲口味的情況下減少糖分攝入。這種分子策略，有助於遏制全球肥胖和糖尿病患者的增加。（記者 徐銳）