人类甜味受体结构首次获解析

来源：中国科学报

糖在激活味蕾的同时，给公众健康带来了负面影响。而糖究竟是如何“诱惑”人类味觉的一直是个谜。

一项5月7日发表于《细胞》的研究朝着解开上述谜团迈出了决定性一步。科学家首次绘制出人类甜味受体的分子结构图，并展示了两种使用最广泛的人造甜味剂是如何与甜味受体结合并激活它的。

该研究详细分析了舌头是如何感知甜味的，并可能为生产更健康的碳酸饮料、口香糖和其他糖果铺平道路。

“这种单一受体导致了人类对糖永不满足的渴求。现在了解了该受体的结构，我们有望找到调节其功能的方法。”领导该研究的美国哥伦比亚大学神经学家Charles Zuker说，例如，靶向该受体的化合物可以改变味蕾对天然糖的感知方式。

从成熟的水果到甜腻的酸奶，含有糖或其替代品的食物都能激活甜味受体，触发被大脑视为富含能量的奖励信号的信号级联反应。

Zuker和同事于2001年首次鉴定出这种甜味受体，发现它是由TAS1R2和TAS1R3组成的复合物。这两种蛋白质一个锁住甜味分子，另一个提供结构支撑。

然而，经过20多年的研究，虽然科学家已经破译了其他味觉受体的结构，如苦味受体，但甜味受体的精确结构仍然难以捉摸。

现在，Zuker的团队终于确定了甜味受体的结构。研究人员将脆弱的蛋白质复合物稳定在活性构象中，这是高分辨率成像的关键先决条件。随后，他们使用冷冻电子显微镜，捕获了与三氯蔗糖和阿斯巴甜这两种人工甜味剂结合的受体的原子级快照。

图像显示，TAS1R2亚基有一个可被三氯蔗糖或阿斯巴甜占据的区域。然而，它们的结合方式略有不同，暗示了受体存在一种灵活的结合机制，使其能够识别各种甜味化合物。TAS1R3亚基则不参与结合，但它在帮助组装和稳定受体复合物方面发挥了重要作用。

法国第戎味觉与摄食行为中心的化学感官科学家Loic Briand和同事通过对受体中自然发生的遗传变异，探索为什么有些人能更敏锐地感知甜味。“现在，通过解析甜味受体结构，我们可以定位相关突变，并了解它们是如何破坏受体功能的。”Briand说。

此外，甜味受体结构的解析还为食品化学家提供了设计无热量甜味剂的工具。研究人员还可以据此设计出能够增强受体天然甜味敏感性的化合物，从而促使消费者在不牺牲口味的情况下减少糖分摄入。这种分子策略，有助于遏制全球肥胖和糖尿病患者的增加。（记者 徐锐）