科学家破解酸味蛋白质

杜克大学医学中心的研究人员领导的团队在舌头表面的味蕾中发现了两种负责检测酸味的蛋白质。

研究小组高级科学家、分子遗传学和微生物学助理教授Hiroaki Matsunami博士说，虽然其他主要类型的味道，如苦味和甜味的科学基础是已知的，但这是第一个定义人类如何感知酸味的研究。

他说，这些被称为PKD1L3和PKD2L1的蛋白质的鉴定可能会导致操纵味觉的方法，从而欺骗口腔，让某些酸的东西尝起来是甜的，比如一些儿童药物或保健食品。

该小组的研究结果发表在美国国家科学院院刊的网络版上，并将在2006年8月15日的期刊上发表印刷版。这项工作得到了美国国立卫生研究院的支持。

哺乳动物，包括人类，可以分辨出五种主要的味道:苦、甜、咸、酸和鲜味(在西方被称为味精的味道)。舌头上的每个味蕾都包含独立的、不同的细胞亚群，专门检测每种味道——甜细胞对甜物质有反应，苦细胞对苦物质有反应，等等。味觉感受器是这些细胞表面的蛋白质，负责检测特定食物或化学物质的“味道”，并触发信号发送到大脑的味觉中心。

一组被称为瞬时受体电位家族的蛋白质，包括PKD1L3和PKD2L1，与人们如何感知各种刺激有关，比如吃辣椒时感受到的“热”和“痛”冲动。科学家们还知道，在这个家族中，有33个基因指导蛋白质的产生。Matsunami和他的同事们发现，在味蕾中，有两种基因被“表达”并指导蛋白质的产生。

在他们的研究中，研究人员使用荧光标记来标记已知负责苦味、甜味和鲜味的细胞亚群，以及表达PKD1L3和PKD2L1的细胞亚群。通过“读取”标签，他们发现参与前三种味道的细胞亚群与PKD1L3和PKD2L1活跃的细胞之间没有重叠。Matsunami说，这一结果表明，这些蛋白质可能负责感知酸味或咸味。

Matsunami说，这两种蛋白质结合在一起形成了“离子通道”，即味觉细胞膜上的孔隙状蛋白质。这些通道反过来控制钙离子(或带电形式的钙)进出细胞的流动。这种离子流本质上调节了细胞，使电信号可以被发送到大脑，对各种刺激做出反应。

研究人员用不同的味觉化学物质刺激表达PDK1L3和PKD2L1的哺乳动物细胞，以确定是哪种刺激导致离子通道打开。为了可视化细胞中钙离子的存在，科学家们在细胞中加载了两种钙敏感的荧光染料——一种在钙浓度高时发出绿色荧光，另一种在钙浓度低时发出红色荧光。

Matsunami说，当他们向细胞中添加酸味酸时，离子通道从关闭变为打开，使钙离子流入，增加了细胞内的浓度，并将细胞从红色变为绿色。当面对盐、甜味剂或苦味溶液时，通道仍然关闭。他说，细胞中钙浓度的增加可能会触发大脑最终感知为酸味的信号。

Matsunami说，他计划利用这一发现来筛选能够阻止这些酸味细胞功能的化学物质。

他说，这项研究还可以帮助人们更好地理解味觉在神经上是如何发挥作用的。

Matsunami说:“我们仍然不知道大脑中发生了什么——也就是说，大脑究竟是如何解释来自舌头的信号来区分柠檬和柠檬水的。”他说，未来需要使用活体动物作为测试模型来回答关于味觉的剩余问题。

其他为这项研究做出贡献的研究人员包括Yoshiro Ishimaru, Momoka Kubota和Duke的Hanyi Zhuang;日本冈崎国立自然科学研究所的稻田仁和富永茂。

资料来源:杜克大学