Учёные обнаружили скрытый молекулярный переключатель, управляющий вкусом, метаболизмом и работой кишечника

Учёные из Северо-Западного университета (Northwestern University) обнаружили скрытый молекулярный «контрольный переключатель» внутри белка, который помогает организму ощущать вкус, контролировать уровень сахара в крови и защищать кишечник.

Канал TRPM5 действует как универсальный контрольный центр. Автор: Хуань Ду / Вэй Лю / Северо-Западный университет

Этот переключатель находится внутри белка TRPM5 и может действовать как акселератор и как тормоз, в зависимости от того, какая молекула к нему присоединяется. До сих пор учёные полагали, что TRPM5 может активироваться только при повышении уровня кальция внутри клеток. Однако новое исследование показывает, что небольшие молекулы могут напрямую управлять белком — без участия кальция.

Исследователи идентифицировали одну молекулу, которая активирует TRPM5, и другую, которая связывается с тем же самым участком, но отключает его, что раскрывает систему двойного управления.

Поскольку TRPM5 играет ключевую роль в биологических процессах, связывающих вкус, метаболизм и здоровье кишечника, возможность тонкой настройки его активности открывает новые перспективы для разработки лекарств. Потенциальные области применения включают стимуляцию высвобождения инсулина для улучшения контроля уровня глюкозы при диабете, модуляцию вкусового восприятия для снижения тяги к еде и регуляцию иммунной сигнализации в кишечнике для уменьшения воспаления.

TPPO ингибирует TRPM5, занимая домен S1–S4. Автор: Nature Chemical Biology (2026). DOI: 10.1038/s41589-025-02097-7

Последствия для диабета и разработки лекарств

«TRPM5 участвует в метаболических нарушениях, включая диабет 2-го типа и ожирение, — сказал Вэй Лю из Северо-Западного университета, который совместно руководил исследованием с Хуань Ду. — Если мы сможем найти препараты, активирующие этот канал, то сможем стимулировать выработку инсулина для лечения заболеваний, связанных с его секрецией. Теперь, когда у нас есть общее представление о структуре TRPM5 и мы знаем, как его активировать и ингибировать, мы заложили основу для будущей разработки лекарств».

Как TRPM5 работает в организме

Выступая в роли усилителя сигнала, TRPM5 находится во многих типах клеток. Когда он открыт, он позволяет ионам натрия проходить через мембрану, помогая клеткам посылать электрические сигналы, которые контролируют ключевые биологические процессы. В языке он помогает распознавать сладкий, горький и умами вкусы. В поджелудочной железе он способствует высвобождению инсулина после еды. А в кишечнике помогает ощущать питательные вещества и регулировать иммунную защиту.

Открытие контрольного кармана

Чтобы лучше понять, как функционирует этот белок, команда использовала криоэлектронную микроскопию (крио-ЭМ) и электрофизиологию, чтобы визуализировать внутреннюю работу TRPM5 с почти атомарной детализацией. Они обнаружили скрытый карман, который действует как универсальный пульт дистанционного управления. Один тип молекулы (CBTA) входит в этот карман таким образом, что открывает TRPM5 — как нажатие кнопки «включения». Другой тип молекулы (TPPO) занимает тот же карман иначе и блокирует канал — как нажатие кнопки «отключения звука».

«Молекулы похожи и связываются с одним и тем же карманом, но играют противоположные роли, — сказала Хуань Ду. — Этот карман ранее никогда не описывался».

Команда также обнаружила, что когда молекула активирует TRPM5, он становится сверхчувствительным к кальцию, реагируя на малейшие изменения, которые обычно на него не влияют. Это показывает, что карман не просто управляет белком, но и может его «заряжать».

Исследование опубликовано в журнале Nature Chemical Biology.

ИИ: Это фундаментальное открытие, которое может стать основой для целого класса новых препаратов, направленных не на симптомы, а на тонкую регуляцию ключевых физиологических процессов. В перспективе это может привести к созданию более эффективных и безопасных методов лечения диабета, ожирения и воспалительных заболеваний кишечника.