Vědci rozklíčovali vnímání hořké chuti. Jak to pomůže při vývoji nových léků?
Chuťové receptory jsou známá věc. Jak ale konkrétně probíhá vnímání chuti? Tou hořkou se zabývali vědci ze Severokarolínské univerzity. Tato chuť totiž doprovází léky a vědci si od svého výzkumu slibují možnost využití získaných poznatků například při tvorbě léčiv na obezitu či diabetes mellitus (DM).
Chuť rozebraná „na součástky“
Sladká, slaná, kyselá, hořká a umami – 5 chutí, které si můžeme užívat prostřednictvím chuťových pohárků na jazyku. Kromě toho přes ně a rozklíčováním jimi vyslaných signálů do mozku dostáváme také varování o věcech nepoživatelných či přímo zdraví nebo životu nebezpečných (zkažené jídlo, chemikálie, jedy a další).
Dr. Yoojoong Kim z týmu autorů níže citované studie ovšem přiznává, že vědci zatím vědí jen velmi málo o podrobné struktuře receptorů chutí sladké, hořké a umami. Výzkumníci tedy „rozebrali“ do detailu stavbu receptoru hořké chuti TAS2R14 (taste receptor type 2 member 14). Zjistili také, kde se k němu vážou hořce chutnající látky, jak ho aktivují a jak s tím vším souvisí cholesterol. Použili k tomu kombinaci biochemických a výpočetních metod a také kryoelektronovou mikroskopii.
Odhalení klíčového bodu
Jak tedy konkrétně dochází k tomu, že vložíme-li na jazyk určitou látku, mozek si to přebere a vyhodnotí jako vnímání hořké chuti? A jaké poznatky přibyly k tomu, co jsme už věděli?
Zmíněný protein TAS2R14 náleží do rodiny 26 chuťových receptorů typu 2 (TAS2R, též T2R). Ty se řadí mezi receptory spřažené s proteinem G (GPCR), což jsou bílkoviny plazmatické membrány, přes něž probíhá přenos signálů z vnějšího prostředí buňky do jejího nitra. Protein TAS2R14 dokáže identifikovat přes 100 různých látek známých jako hořká ochucovadla.
Vědci zjistili, že když se tyto látky způsobující hořkou chuť (v potravě, chemikáliích, lécích) dostanou do kontaktu s receptorem TAS2R14, připojí se na jeho alosterické vazebné místo, což vyvolá změnu tvaru receptoru a tím se aktivuje připojený protein G. Jeho aktivita pak vyvolá řadu biochemických reakcí v buňce chuťového pohárku.
Ta následně posílá nervové signály chuťové oblasti mozkové kůry, kde už si je mozek přebere a vyšle člověku informaci: „Pozor, je to hořké.“ A následně také informace, že hořké bývají i látky organismu nebezpečné, a vyhodnocení konkrétní látky ve smyslu „bezpečné/prospěšné, konzumuj“ nebo „nebezpečné/neznámé, nekonzumuj“.
Alosterická vazebná oblast se nachází mezi TAS2R14 a na něj navázaným G proteinem, v podjednotce α proteinu G, a je zásadní pro přenos signálu do chuťové buňky. Hořké ochucovadlo přímo působí na receptor TAS2R14 jako jeho pozitivní alosterický modulátor.
Podaná ruka od cholesterolu…
Svou roli v celém procesu hraje cholesterol, který „popostrkává“ TAS2R14 k tomu, aby se aktivoval. Zároveň je k tomuto receptoru připojen, ale na jiném vazebném místě, než se vážou hořká ochucovadla, v tzv. ortosterické kapse. Role cholesterolu zde spočívá v tom, že receptor TAS2R14 připraví k akci, přesněji řečeno uvede ho do poloaktivního stavu, takže hořké ochucovadlo jej už snadno aktivuje (funguje tedy jako ortosterický agonista).
… a možná i od žlučových kyselin
Cholesterolu se strukturou podobají žlučové kyseliny, u nichž již předchozí studie naznačily možnost vazby a aktivace TAS2R14. Otazník zůstal nad způsobem vazby a konkrétním místem. Vědci odhalili, že i ony by mohly využívat ortosterickou kapsu, stejně jako cholesterol.
Další námět k výzkumu nabízí skutečnost, že mezi alosterickým vazebným místem a ortosterickou kapsou vědci nalezli propojení, dutinu, v níž se hromadí aromatické zbytky.
Kandidáti na nové léky
Přesná role žlučových kyselin nebo cholesterolu v receptoru TAS2R14 sice zůstává neznámá, vědci ovšem uvažují, že může hrát roli v metabolismu těchto látek nebo ve vztahu k metabolickým poruchám, třeba obezitě nebo diabetu.
Nalezené alosterické vazebné místo má být podle dr. Kima v budoucnu „klíčem k objevování a navrhování kandidátů na léky, které mohou přímo regulovat G proteiny.
(esr)
Zdroje:
1. Kim Y., Gumpper R. H., Liu Y. et al. Bitter taste receptor activation by cholesterol and an intracellular tastant. Nature 2024; 628 (8008): 664–671, doi: 10.1038/s41586-024-07253-y.
2. Roth B. Researchers discover how we perceive bitter taste. UNC School of Medicine, 2024 Apr 10. Dostupné na: https://news.unchealthcare.org/2024/04/researchers-discover-how-we-perceive-bitter-taste
Líbil se Vám článek? Rádi byste se k němu vyjádřili? Napište nám − Vaše názory a postřehy nás zajímají. Zveřejňovat je nebudeme, ale rádi Vám na ně odpovíme.