當我看到這個問題的時候我就差點眼前一黑,然後當我點進題主主頁發現還有倆類似問題的時候我徹底繃不住了:真的,你無敵了,哥們。
味覺感受器都是上皮特化來的味蕾,但是幾種味覺的受體又有所不同,鹹味我之前詳細講過了,酸味在那邊我也提了一嘴(酸味受體實質是氫離子通道OTOP1,不過氫離子更特殊,也可以透過抑制鉀離子外流達成去極化的目的,等我有空專門去相關問題下面具體說吧……)。
有關鹹味的回答:
假設你的超能力是讓任何生物進食時,都會覺得食物很鹹,那你會怎麽用這個能力?
辣味固然不是味覺但我詳細也討論過,還是昨天寫的,走的也是陽離子通道這條路子:
吃辣椒以後,嘴辣,胃腸刺激,菊花也受罪。可為什麽尿尿的地方不覺得?
順帶一提,薄荷醇、案油精和伊瑟琳(icilin)帶來的涼意是由TRPs超家族的另一成員TRPM8(也是個同四聚體蛋白)負責的,這個受體恰好與TRPV1相反,能被低溫啟用。
好了,我們說正事,感知甜味的受體是 G蛋白偶聯受體T1R2/T1R3異二聚體 ;與之類似的,感知鮮味和苦味的受體也是 G蛋白偶聯受體 ,鮮味是 T1R1/T1R3異二聚體 ,所以甜味和鮮味的關系其實還是挺大的……苦味是 T2Rs (這個有點多了,有30來種亞基)。
作為G蛋白偶聯受體,這倆玩意都有標誌性的七次跨膜結構,並且C端有用於在胞內結合G蛋白的C端結構域,N端有用於結合胞外配體的N端結構域,如下圖:
編碼組成這玩意的倆亞基的基因均位於1號染色體上(以及T1R1也在這,順便一提,T1R1/T1R3的配體是各種L-胺基酸,IMP和GMP(被稱為呈味核苷酸)本身不能啟用T1R1/T1R3,但可以顯著增強T1R1/T1R3異二聚體對L-胺基酸的敏感性)。
不像鹹味、酸味和辣味那樣簡單直接,鮮味、甜味和苦味的訊息傳遞相對復雜,首先響應這三種味覺受體訊號的是與之協同的G蛋白味導素(Gustducin)。
味導素是一個異三聚體,三個亞基分別是GNAT3(α亞基)、GNB1(β亞基)和GNG13(γ亞基),它對應的第二信使是IP3(三磷酸肌醇,來自膜上的4,5-二磷酸脂酰肌醇(phosphatidylinositol biphosphate, PIP2))、DAG(二磷脂酰甘油,與IP3有共同的前體)和cAMP(環腺苷酸)。
然後這個受體的訊息傳遞目前發現了兩條途徑:
第一條途徑是GPCRGs-cAMP途徑:當醣類配體啟用該受體時,受體變構,GEF促使膜內側與之偶聯的Gs蛋白的α亞基上的GDP被GTP替換,使Gα變構,脫去β和γ亞基,G蛋白活化,然後啟用腺苷酸環化酶,使ATP轉化為第二信使cAMP(同時抑制鳥苷酸環化酶將GTP轉變為cGMP)。cAMP可以結合於cAMP門控的陽離子通道,使通道開啟、鈉離子流入細胞,從而使細胞膜去極化,產生神經訊號;也可以啟用蛋白激酶A從而磷酸化鉀離子通道,使通道關閉,從而促進細胞膜的去極化。細胞膜的去極化造成電壓門控鈣離子通道的開啟,從而使細胞釋放神經遞質。
第二條途徑是GPCRGq/Gβγ-IP3途徑:當人工甜味劑(如阿斯巴甜)配體啟用該受體時,與之偶聯的Gq蛋白同樣經過GTP替換GDP-Gα亞基活化-脫下βγ亞基的歷程,Gq蛋白的Gα亞基(和任何G蛋白的Gβγ亞基)可以啟用PLCβ2,啟用的PLCβ2將膜上的1-磷脂酰肌醇4,5-二磷酸水解為1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)和甘油二酯(DAG)。IP3產生後進入內質網,與其上的IP3門控鈣離子通道結合,使其開啟,鈣離子從內質網內進入細胞質基質,從而使細胞去極化,釋放神經遞質。
可能是為了避免苦味和甜/鮮味的通路互相幹擾,苦味受體T2Rs和甜/鮮味受體T1Rs 不會在同一個細胞中同時出現 。
T2Rs除了分布於味蕾之外,還分布於胃部、心臟、甲狀腺、皮膚、泌尿生殖系統和部份免疫細胞表面。有研究表明位於胃上皮細胞的T2Rs介導了胃的收縮,啟用這些受體會造成 嘔吐 。
說回正題,T1Rs只分布在組成味蕾的上皮細胞上表面,也就是說,改變甜味和鮮味的能力…… 真的只能改變甜味和鮮味……
……嗎?
當然不是!
T1R2/T1R3二聚體分布於骨骼細胞中,啟用它們會抑制成骨細胞活動並增強骨髓脂肪細胞的活動,從而造成骨質疏松,糖尿病相關的骨質疏松就與此有關。
……讓別人骨質疏松,聽起來還不錯?