Mõru maitse tajumise molekulaarne alus on suures osas välja selgitatud
DIfE teadlased avaldasid hiljuti oma ulatuslikud tulemused keemiliste tunnete kibeda maitse tajumise molekulaarse aluse kohta (DOI: 10.1093/chemse/bjp092; Meyerhof et al., 2009; The Molecular receptive ranges of Human TAS2R Bitter Taste Receptors).
Mõruained on struktuurilt väga erinevad. Paljusid neist ainetest leidub taimedes, teisi toodavad loomad ja kolmandad tekivad toidu töötlemisel või vananemis- ja lagunemisprotsessides. Kuidas on aga võimalik tajuda kõiki neid heterogeenseid mõruaineid vaid 25 erineva anduritüübiga?
Seda küsimust uuris teadlaste meeskond eesotsas kahe maitseuurija Wolfgang Meyerhofi ja Maik Behrensiga. Rakukultuurisüsteemi – omamoodi “kunstkeele” – abil testisid nad 104 loodusliku ja sünteetilise mõruaine mõju inimese 25 erinevale mõru maitse retseptorile. Esimest korda suutsid nad tuvastada sidumispartnerid viiele kümnest sensorist, mida peetakse endiselt orvuks*, ja määrata ühe või mitu sobivat retseptorit 64 mõruainele, mille retseptorit ei tuntud. Nende mõruainete hulka kuuluvad arvukad ained, mis muudavad meie elu iga päev "kibedaks", näiteks kohvist saadav kofeiin, tsitrusviljadest limoniin, mõru sidruni kiniin, röstimise käigus tekkiv etüülpürasiin, erinevat tüüpi kapsast sinigriin, aga ka meditsiinilised koostisosad.
Kui mõned retseptorid reageerisid vaid mõnele konkreetsele ainele, siis muud tüüpi andurid suutsid ära tunda laia valikut erinevaid mõruaineid. Kolmest retseptoritüübist piisas, et tuvastada ligikaudu pool 104 testitud mõruainest. Üldiselt tundsid maitseandurid ära nii looduslikud kui ka sünteetilised ained. Kuid mõned retseptorid reageerisid eelistatult looduslikele ainetele, samas kui teised näitasid selget "eelistust" sünteetiliste mõruainete suhtes.
Kuid testitud mõruained käitusid ka erinevalt: 63 testitud ainet aktiveerisid ainult ühe kuni kolme retseptori tüübi. Seevastu 19 ainet stimuleerisid samaaegselt kuni 15 anduritüüpi. Üksikute ainete lävikontsentratsioonid, mida tuli kibeda signaali esilekutsumiseks ületada, olid väga erinevad.
"Erinevate mõruainete ebavõrdsed läviväärtused võisid tekkida erinevatel põhjustel," ütleb Maik Behrens. "Näiteks võis oma osa mängida ainete toksilisusel." Strühniin ja brutsiin on kaks struktuurselt tihedalt seotud kibedat taimealkaloidi. Need erinevad aga oma toksilisuse poolest. Kui strühniini surmav annus jääb vahemikku 5–10 mg, siis brutsiini surmav annus on 1000 mg. See kajastub ka mõlema aine läviväärtustes mõru retseptori 46 jaoks. Strühniin aktiveerib retseptori kontsentratsioonil, mis on XNUMX korda madalam kui brutsiin. Huvitav on see, et lävikontsentratsioon, mille juures strühniini tuvastatakse, vastab ligikaudu looduslikule kontsentratsioonile, mille juures seda toksiini okseseemnes leidub.
Taustinformatsioon:
*Nn orvuks jäänud retseptorid on retseptorid, millele teadlased pole veel suutnud sidumispartnerit määrata.
Mõru maitse tajumine on kaasasündinud ja isegi imikud võivad tajuda kibedaid aineid. Kui annate väikelapsele midagi kibedat, proovib ta selle võimalikult kiiresti välja sülitada. Kuigi kibeduse ja mürgisuse vahel ei ole üldist seost, usuvad teadlased üldiselt, et kibedustunne on selleks, et kaitsta meid mürgiste toitude söömise eest.
Wolfgang Meyerhof juhib DIfE üht juhtivat töörühma, mis tegeleb maitseuuringutega Saksamaal. Rühmal õnnestus tuvastada kõik 25 inimese mõru retseptori geeni. Mõru retseptoreid leidub keelel, aga ka suulae, neelu ja kõri piirkonnas. Juba 2005. ja 2006. aastal olid Meyerhofi töörühma tulemused näidanud, et mõru maitse tajumine mängis inimese evolutsioonis olulist rolli. 2007. aastal näitas Meyerhofi töörühm, et maitserakkudel on erinevad mõru retseptorite komplektid. Vähemalt molekulaarsel ja rakulisel tasandil täidaks see eeldused erinevate mõruainete eristamiseks.
Saksa Inimese Toitumise Instituut Potsdam-Rehbrücke (DIfE) on Leibnizi Ühingu liige. Ta uurib toitumisega seotud haiguste põhjuseid, et töötada välja uusi ennetus-, ravi- ja toitumissoovituste strateegiaid.
Teadusuuringud keskenduvad rasvumisele (rasvumine), diabeedile ja vähile.
Leibnizi ühingusse kuulub praegu 86 uurimisinstituuti ja uurimisteenuseid osutavat rajatist ning kolm assotsieerunud liiget. Leibnizi instituutide suunitlus ulatub loodus-, tehnika- ja keskkonnateadustest majandus-, sotsiaal- ja ruumiteaduste ning humanitaarteadusteni. Leibnizi Instituudid töötavad strateegiliselt ja temaatiliselt kogu ühiskonna jaoks oluliste küsimustega. Seetõttu toetavad föderaal- ja osariigi valitsused ühiselt Leibnizi assotsiatsiooni instituute. Leibnizi instituutides töötab umbes 14.200 6.500 inimest, kellest umbes 2.500 on teadlased, sealhulgas XNUMX nooremteadlast. Rohkem all www.leibniz-gemeinschaft.de
Allikas: Potsdam-Rehbrücke [DIfE]
