酸甜苦咸鲜，包含人生百味。味觉是人类感受世界的重要途径之一，有人嗜酸、有人嗜甜，有人嗜鲜，有人嗜咸，唯独苦味，似乎是人不太想让人接近的一种味道，强烈的苦味甚至会让人身体不适，就连苦字组词，苦难、苦涩等关联词也给人不太美好的印象，那么人类又是如何感受到苦这种味道的呢？
独特的味觉受体（tasr）家族
苦味、甜味和鲜味都是由G蛋白偶联受体（GPCR）转导的，而苦味的感知主要由味觉受体的第二家族成员（TAS2R）介导，目前已知的TAS2R有25种【1】，其编码基因位于基因组染色体的5p15、7q31、12p13。
tas2r38是目前研究相对明确的苦味受体编码基因，TAS2R38基因3个位点上的核苷酸多态性可以造成T2R38第49、262和296位点氨基酸残基的不同，导致个体感知苯硫脲（PTC，尝味实验中使用的化学试剂）能力的差异。T2R38有两种单体型最为常见，分别是PAV和AVI，也是由这两种单体型构成三种基因型，其中，PAV/PAV基因型的个体对苦味剂感受最强，称为味觉灵敏者，AVI/AVI基因型的个体对苦味剂感受最弱，称为味盲者，PAV/AVI基因型处于两者之间，亚洲人群有PAV和AVI两种单体型，处于灵敏者和味盲者之间，我国味盲者的比例在5%-23%。【2】
味觉受体不仅分布在口腔
感受苦味的细胞不仅分布在味蕾，还分布于呼吸道、咽鼓管、膀胱、大脑、乳腺、心脏、肠道、胰腺、尿道及睾丸等部位，分布在这些部位的化学感官细胞可以通过表达味觉受体，感受外界环境刺激，参与机体固有免疫、葡萄糖转运代谢、平滑肌收缩、钙磷代谢等生理活动，也可以识别细菌等微生物，通过合成抗菌肽等物质，调控所在部位微生物的生长定植，维持机体微生物的平衡，所以，其是极有应用前景的药物靶标。
近日，上海科技大学的刘志杰教授和华甜研究员联合在《Science》杂志表题为“tructural basis for strychnine activation of human bitter taste receptor TAS2R46”的论文，此次研究用冷冻电镜首次解析了苦味受体TAS2R46与G蛋白的复合物结构，揭开了苦味受体神秘的结构面纱。【3】
马钱子是一种中药，含有毒的苦生物碱马钱子碱，可以激活苦味受体TAS2R46与g蛋白gustducin（Ggust）的信号通路。本次研究还发现TAS2R46独特的折叠特征结构。TAS2R46的细胞外部分是动态的，而细胞内部分更静态，复合物miniGas/gust的α5螺旋与细胞质亦形成了疏水和极性相互作用以及氢键作用力。揭示了氨基酸W883和E265在马钱子碱与TAS2R46结合过程中的作用，并解析了其单体状态到马钱子碱结合态转变的相关特征，确定了新的“拨动开关”氨基酸Y241被用于TAS2R46激活，这些特征标明TAS2R46可能具有不同的配体识别和活化过程。
TAS2R：巨大的药物靶标开发潜力
苦味受体TAS2R一直以来都备受研究者们青睐。南京大学医学谢思静副教授课题组在《Stem Cell Research》杂志上发表论文“TAS2R supports odontoblastic differentiation of human dental pulp stem cells in the inflammatory microenvironment”，该研究首次发现哺乳类动物感知苦味的受体（TAS2R）在人牙髓组织中存在表达，并参与调控人牙髓干细胞（hDPSC）向牙本质方向分化，这可能成为早期牙髓炎保守治疗的新靶点。【4】
此外，根据报道，家族成员之一小鼠苦味受体2型成员138（TAS2R138，人类TAS2R38「T2R38」的同源物）与各种生理和疾病状况有关，包括先天免疫、肥胖和囊性纤维化。【5】
蛋白结构决定功能，本研究首次揭示苦味受体的3D结构，为进一步探索其他苦味受体的结构和作用机制提供了良好的基础，将有助于未来针对苦味受体的候选药物开发及其治疗应用。
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参考资料：
【1】Jaggupilli A & R Howard.Bitter taste receptors: Novel insights into the biochemistry and pharmacology[J].Int J Biochem Cell Biol,2016 Aug;77(Pt B):184-96.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26995065/
【2】陆洋宇，席苒珲等.味觉受体信号转导机制及对微生物的调控[J].华西口腔医学杂志，2017 Oct，35（5），549-554
【3】刘志杰，华甜等.Structural basis for strychnine activation of human bitter taste receptor TAS2R46[J].Science,2022 Sep，377（6612）；1298-1304.
https://www.science.org/doi/pdf/10.1126/science.abo1633
【4】https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35902880/
【5】https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34083514/
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