Gorak ukus je nepogrešiv, ali koji hemijski procesi ga uzrokuju? Zahvaljujući novom istraživanju, sada znamo kako se receptori ukusa (ukusni pupoljci) našeg jezika aktiviraju na molekularnom nivou, što je napredak u nauci o ukusu.
Predvođena timom sa Medicinskog fakulteta Univerziteta Severne Karoline (UNC), studija se fokusira na receptor gorkog ukusa nazvan TAS2R14 i njegovu ulogu u identifikaciji jednog od pet različitih ukusa koje možemo osetiti: slatko, kiselo, slano, gorko i umami (ili slano).
Nadovezuje se na ono što znamo o čulu ukusa i potencijalno može dovesti do poboljšanih tretmana zdravstvenih stanja u koja je TAS2R14 receptor uključen – uključujući gojaznost, dijabetes, astmu i hroničnu opstruktivnu bolest pluća.
„Naučnici znaju vrlo malo o strukturnom sastavu receptora slatkog, gorkog i umami ukusa“, kaže farmakolog Ioojung Kim, sa Medicinskog fakulteta UNC.
„Koristeći kombinaciju biohemijskih i računarskih metoda, sada znamo strukturu receptora gorkog ukusa TAS2R14 i mehanizme koji pokreću osećaj gorkog ukusa na našim jezicima.
Te metode su uključivale kriogenu elektronsku mikroskopiju, koja omogućava ultra-precizno snimanje 3D strukturne biologije molekula u njihovom aktivnom stanju tako što ih brzo čuva na ultra-hladnim temperaturama. Naučnici tada mogu proučavati funkciju molekula poput proteina i virusa, što može dovesti do ciljanijih tretmana za uslove u kojima molekul igra ulogu.
Tim je otkrio da kada gorke supstance (ili ukusi) pogode TAS2R14, one se uglavljuju u alosterično mesto. Ovaj regulatorni region omogućava molekulima da se vežu za protein i utiču na njegovu funkcionalnu aktivnost.
Mehanizam ranije nije otkriven. Veza kušača sa alosteričnim mestom menja oblik receptora, aktivirajući njegov spojeni G protein i pokreće lančanu reakciju signalizacije dalje niz liniju.
Ovako se poruka šalje u deo mozga koji se zove ukusni korteks, gde obrađujemo i percipiramo signale kao ukus gorčine.
Još jedno novo otkriće je učešće holesterola, koji se vezuje za aktivno mesto na TAS2R14 da bi pomogao da se pokrene proces otkrivanja gorkog ukusa. Žučne kiseline, koje imaju sličnu strukturu kao i holesterol, ranije su bile povezane sa aktivacijom TAS2R14.
„Holesterol se nalazio na drugom mestu vezivanja zvanom ortosterični džep u TAS2R14, dok se gorak ukus vezuje za alosterično mesto“, kaže Kim.
„Kroz simulacije molekularne dinamike, takođe smo otkrili da holesterol dovodi receptor u poluaktivno stanje, tako da se lako može aktivirati gorkim ukusom.“
Što se tiče načina na koji bi nova otkrića mogla da se koriste, osim boljeg razumevanja najsloženijih procesa u telu, može izgledati kao skok od ukusa nečeg gorkog do zdravstvenih problema koje smo ranije spomenuli.
Međutim, ovi receptori se takođe nalaze u našim disajnim putevima i igraju ulogu u regulaciji apetita, dok holesterol i žučne kiseline pomažu u kontroli metabolizma – tako da tretmani za bilo koje srodne probleme mogu imati koristi od onoga što su naučnici ovde naučili.
„U budućnosti, ova struktura će biti ključna za otkrivanje i dizajniranje kandidata za lekove koji mogu direktno regulisati G proteine preko alosteričnih mesta“, kaže Kim.
Istraživanje je objavljeno u časopisu Priroda.
