当我看到这个问题的时候我就差点眼前一黑,然后当我点进题主主页发现还有俩类似问题的时候我彻底绷不住了:真的,你无敌了,哥们。
味觉感受器都是上皮特化来的味蕾,但是几种味觉的受体又有所不同,咸味我之前详细讲过了,酸味在那边我也提了一嘴(酸味受体实质是氢离子通道OTOP1,不过氢离子更特殊,也可以通过抑制钾离子外流达成去极化的目的,等我有空专门去相关问题下面具体说吧……)。
有关咸味的回答:
假设你的超能力是让任何生物进食时,都会觉得食物很咸,那你会怎么用这个能力?
辣味固然不是味觉但我详细也讨论过,还是昨天写的,走的也是阳离子通道这条路子:
吃辣椒以后,嘴辣,胃肠刺激,菊花也受罪。可为什么尿尿的地方不觉得?
顺带一提,薄荷醇、桉油精和伊瑟琳(icilin)带来的凉意是由TRPs超家族的另一成员TRPM8(也是个同四聚体蛋白)负责的,这个受体恰好与TRPV1相反,能被低温激活。
好了,我们说正事,感知甜味的受体是 G蛋白偶联受体T1R2/T1R3异二聚体 ;与之类似的,感知鲜味和苦味的受体也是 G蛋白偶联受体 ,鲜味是 T1R1/T1R3异二聚体 ,所以甜味和鲜味的关系其实还是挺大的……苦味是 T2Rs (这个有点多了,有30来种亚基)。
作为G蛋白偶联受体,这俩玩意都有标志性的七次跨膜结构,并且C端有用于在胞内结合G蛋白的C端结构域,N端有用于结合胞外配体的N端结构域,如下图:
编码组成这玩意的俩亚基的基因均位于1号染色体上(以及T1R1也在这,顺便一提,T1R1/T1R3的配体是各种L-氨基酸,IMP和GMP(被称为呈味核苷酸)本身不能激活T1R1/T1R3,但可以显著增强T1R1/T1R3异二聚体对L-氨基酸的敏感性)。
不像咸味、酸味和辣味那样简单直接,鲜味、甜味和苦味的信号转导相对复杂,首先响应这三种味觉受体信号的是与之协同的G蛋白味导素(Gustducin)。
味导素是一个异三聚体,三个亚基分别是GNAT3(α亚基)、GNB1(β亚基)和GNG13(γ亚基),它对应的第二信使是IP3(三磷酸肌醇,来自膜上的4,5-二磷酸脂酰肌醇(phosphatidylinositol biphosphate, PIP2))、DAG(二磷脂酰甘油,与IP3有共同的前体)和cAMP(环腺苷酸)。
然后这个受体的信号转导目前发现了两条途径:
第一条途径是GPCRGs-cAMP途径:当糖类配体激活该受体时,受体变构,GEF促使膜内侧与之偶联的Gs蛋白的α亚基上的GDP被GTP替换,使Gα变构,脱去β和γ亚基,G蛋白活化,然后激活腺苷酸环化酶,使ATP转化为第二信使cAMP(同时抑制鸟苷酸环化酶将GTP转变为cGMP)。cAMP可以结合于cAMP门控的阳离子通道,使通道打开、钠离子流入细胞,从而使细胞膜去极化,产生神经信号;也可以激活蛋白激酶A从而磷酸化钾离子通道,使通道关闭,从而促进细胞膜的去极化。细胞膜的去极化造成电压门控钙离子通道的打开,从而使细胞释放神经递质。
第二条途径是GPCRGq/Gβγ-IP3途径:当人工甜味剂(如阿斯巴甜)配体激活该受体时,与之偶联的Gq蛋白同样经过GTP替换GDP-Gα亚基活化-脱下βγ亚基的历程,Gq蛋白的Gα亚基(和任何G蛋白的Gβγ亚基)可以激活PLCβ2,激活的PLCβ2将膜上的1-磷脂酰肌醇4,5-二磷酸水解为1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)和甘油二酯(DAG)。IP3产生后进入内质网,与其上的IP3门控钙离子通道结合,使其打开,钙离子从内质网内进入细胞质基质,从而使细胞去极化,释放神经递质。
可能是为了避免苦味和甜/鲜味的通路互相干扰,苦味受体T2Rs和甜/鲜味受体T1Rs 不会在同一个细胞中同时出现 。
T2Rs除了分布于味蕾之外,还分布于胃部、心脏、甲状腺、皮肤、泌尿生殖系统和部分免疫细胞表面。有研究表明位于胃上皮细胞的T2Rs介导了胃的收缩,激活这些受体会造成 呕吐 。
说回正题,T1Rs只分布在组成味蕾的上皮细胞上表面,也就是说,改变甜味和鲜味的能力…… 真的只能改变甜味和鲜味……
……吗?
当然不是!
T1R2/T1R3二聚体分布于骨骼细胞中,激活它们会抑制成骨细胞活动并增强骨髓脂肪细胞的活动,从而造成骨质疏松,糖尿病相关的骨质疏松就与此有关。
……让别人骨质疏松,听起来还不错?