I recettori sono il modo in cui il corpo percepisce il suo ambiente. Al legame di un ligando, un recettore avvierà una catena di eventi che suscita una risposta. Il nostro sistema olfattivo dipende da circa 400 recettori per darci il nostro senso dell'olfatto. Gusto, però, opera con un numero molto più piccolo:la combinazione di soli tre membri della famiglia dei recettori del gusto di tipo 1 (T1r) può rilevare un'ampia gamma di sapori dolci e salati nell'uomo.

"Gli eterodimeri T1r possono percepire la maggior parte delle sostanze gustative dolci e umami, " afferma il Prof. Junichi Takagi dell'Università di Osaka. "Per comprendere questa percezione, abbiamo esaminato la struttura atomica dell'eterodimero."

I nostri corpi percepiscono un sapore quando un amminoacido del cibo si lega a un eterodimero di due membri T1r. Takagi è un esperto di biologia strutturale che studia le conformazioni fisiche dei recettori quando si legano ai loro ligandi.

"La teoria della serratura e della chiave spiega la maggior parte dei legami ligando-recettore. T1r è insolito perché questa teoria non sembra essere applicabile. Abbiamo pensato che sarebbe stato uno studio di ricerca interessante".

Takagi è stato avvicinato dal Prof. Atsuko Yamashita dell'Università di Okayama che ha studiato per anni l'eterodimero T1r2-T1r3 del pesce medaka. Questo eterodimero si lega ad un'ampia gamma di amminoacidi per la percezione dei sapori salati. Per misurare la struttura a livello atomico, hanno utilizzato l'esperienza di Takagi e l'attrezzatura per la radiazione di sincrotrone al RIKEN SPring-8 in Giappone.

Il team di ricerca ha scoperto che la struttura dell'eterodimero era approssimativamente la stessa indipendentemente dal legame dell'amminoacido, ma l'affinità per l'amminoacido era assicurata insieme alle molecole d'acqua strutturate a guscio attorno all'aminoacido. Questa caratteristica potrebbe spiegare come un singolo eterodimero possa legarsi a una serie di ligandi.

"Abbiamo scoperto che lo spazio in cui il ligando si lega a T1r2 è molto più grande del ligando stesso. Questo spazio più ampio potrebbe spiegare l'acqua strutturata, "Ha detto Yamashita. "Lo spazio nei recettori della serratura e della chiave è molto più piccolo."

Una proprietà simile si trova nei recettori che passano diversi tipi di farmaci, suggerendo che questo meccanismo può essere costante per i recettori non specifici.

Sebbene la formazione dell'eterodimero sia necessaria per la percezione, i risultati hanno indicato che T1r2 era responsabile della rilevazione di diversi amminoacidi e che il legame a T1r3 non aveva un ruolo diretto nel riconoscimento dei sapori.

Per motivi di preparazione dei recettori, il gruppo ha scelto di studiare l'eterodimero T1r2-T1r3 di pesce medaka rispetto alla versione umana. Ancora, perché la famiglia T1r è universale negli animali di livello superiore, questi risultati dovrebbero costituire un modello informativo per la sensazione gustativa negli esseri umani.