我们的苦味感受器基因十分多样,共有25个基因编码25种蛋白质,分别对不同的苦味敏感。我们知道很多有毒物质都是苦的,例如变质的食物,因此对苦味敏感的个体在进化历程中有更大几率存活下来。不同的苦味基因可以帮助辨识不同的有毒物质,同时也能辨认另一些味道苦但对身体无害的物质。
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最近来自慕尼黑工业大学莱布尼茨食品系统生物学研究所的一项研究表明,口外苦味感受器也可以作为胆汁酸的内源性传感器。这一发现表明,除了食物成分外,内源性物质也可能影响苦味感受器的进化。此外,该研究为探索口腔外苦味受体参与的食物成分对健康的影响提供了新的途径。
作为味觉感受器,苦味感受器可以检测和避免食物中潜在的毒素。最近的研究结果还表明,苦味感受器也存在于肺细胞、大脑细胞、胃肠道细胞以及血液细胞和精子细胞中。这一事实进一步表明,人体中尚未得到充分研究的受体功能,特别是因为人体本身也会产生苦味物质。
基于这些发现,问题出现了,苦味感受器是主要作为味觉感受器进化,还是作为内源性感受器与内源性苦味物质相互作用。当然,后者需要相应体液中内源性物质的浓度足以激活口外组织和细胞上的内源性苦味感受器。
胆汁酸是一种内源性苦味物质
胆汁酸是内源性苦味物质的一个很好的例子,存在于各种体液中。因此,由德国弗莱辛莱布尼茨研究所的迈克·贝伦斯领导的研究小组调查了大约25种人类苦味受体类型中哪一种对生理上相关的胆汁酸浓度有反应。为此,该团队使用了一个已建立的细胞测试系统,并将功能实验与分子建模方法相结合。测试的八种胆汁酸包括伯胆汁酸、仲胆汁酸、叔胆汁酸和共轭胆汁酸。
研究小组发现,五种苦味感受器对胆汁酸有反应。“在这种情况下,测量的受体激活阈值与文献中报道的人体体液胆汁酸浓度非常吻合,”莱布尼茨研究所的博士生Florian Ziegler说。
莱布尼茨研究所分子模型小组的负责人Antonella Di Pizio补充说:“此外,我们不仅能够通过建模研究表征胆汁酸与苦味受体TAS2R1的结合,甚至还能重现实验活动数据的差异。”
胆汁酸激活口外苦味感受器
“我们的研究结果表明,胆汁酸和某些口外苦味感受器之间确实存在生理关系,后者是胆汁酸水平的内源性传感器。他们还支持了一种假设,即不仅外部因素(如苦味食物成分)影响了苦味受体的进化,而且内源性因素也影响了苦味受体的进化,”首席研究员Maik Behrens总结道。然而,迫切需要进一步的研究来阐明口外受体的确切生物学功能,生物学家继续说。他补充说:“对这些功能的深入了解可以为食物成分与口外苦味受体配体系统相互作用时对健康的潜在影响提供有价值的见解。”
文献参考:
Florian Ziegler, Alexandra Steuer, Antonella Di Pizio, Maik Behrens. Physiological activation of human and mouse bitter taste receptors by bile acids. Communications Biology, 2023; 6 (1)
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