Учёные раскрыли механизм восприятия сладкого вкуса

Распознавание лиганда и активация рецептора сладкого вкуса. Автор: Cell Research (2025). DOI: 10.1038/s41422-025-01156-x

Исследователи из Детской исследовательской больницы Сент-Джуд использовали методы структурной биологии, чтобы понять, как рецепторы сладкого вкуса распознают подсластители.

Рецепторы сладкого вкуса — это белки в вкусовых сосочках, которые обнаруживают сахар и другие подсластители, однако механизм, лежащий в основе их активации, оставался неясным. Учёные применили криоэлектронную микроскопию, чтобы зафиксировать полный диапазон движений рецептора при связывании с сукралозой и адвантамом, обнаружив ранее неизвестный механизм активации.

Исследование проливает свет на то, как эти рецепторы запускают ощущение сладости, и может помочь в разработке более эффективных подсластителей. Результаты были опубликованы сегодня в журнале Cell Research.

Человеческий рецептор сладкого вкуса относится к семейству белков класса C G-белок-сопряжённых рецепторов (GPCR) и состоит из двух субъединиц: TAS1R2 и TAS1R3. Ранее учёные не до конца понимали, как меняется структура рецептора при связывании со сладкими молекулами.

«В научной литературе накоплено много функциональных данных, но без понимания полного диапазона движений рецептора трудно разобраться в молекулярном механизме», — пояснил ведущий автор исследования Чиа-Хсуэ Ли из отдела структурной биологии больницы Сент-Джуд. «Поэтому мы решили использовать структурный подход для изучения этого рецептора».

С помощью структурных и функциональных исследований учёные обнаружили новое состояние рецептора сладкого вкуса. Это состояние дополняет известные структуры несвязанного и связанного рецептора и, по-видимому, представляет собой его полностью активированную форму.

«Разомкнутое» состояние — ключ к усилению сладости

«Наши исследования показывают, что это «разомкнутое» состояние, как мы его назвали, является полностью активированной формой рецептора», — сказал Ли. «Теперь мы лучше понимаем механизм активации и можем предположить, что молекулы, стабилизирующие это состояние, должны быть более сладкими».

Исследование детально показало «разомкнутое» состояние, которое характеризуется изменением формы доменов TAS1R2 и TAS1R3, известных как Venus flytrap (VFT). В отсутствие подсластителя эти домены плотно связаны друг с другом.

«В новой структуре, когда подсластитель связывается с TAS1R2, петля этого белка встраивается в область контакта между TAS1R2 и TAS1R3, вызывая разделение VFT-доменов», — объяснил первый автор исследования Хаолань Ван. «Это существенное отличие от других GPCR класса C, где VFT-домены остаются связанными даже в активированном состоянии».

Исследование также показало, что, хотя сукралоза и адвантам активируют рецептор схожим образом, они взаимодействуют с ним по-разному. Это открывает возможности для создания более эффективных подсластителей.

«Нас очень интересовало, почему этот рецептор может связываться с таким разнообразием подсластителей», — добавил соавтор работы Сяо Чэнь. «Наши снимки рецептора впервые показывают, как мы воспринимаем сладость, и помогут в разработке улучшенных подсластителей».

Дополнительная информация: Haolan Wang et al, Structure and activation mechanism of human sweet taste receptor, Cell Research (2025). DOI: 10.1038/s41422-025-01156-x

Источник: St. Jude Children's Research Hospital