味觉转导研究进展(一)
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【摘要】 咸和酸直接通过顶部非门控或化学门控离子通道转导。唾液中的苦味化合物激活T2R/TRB同型体，这种激活导致味导素异聚体的激活，被激活的α-味导素又激活PDE,PDE水解cAMP,cAMP水平的降低使环核苷酸抑制的阳离子通道去抑制，从而使细胞内Ca2+升高。从激活的味导素释放出来的Gβ,γ亚基二聚体激活PLC,产生IP3，从而产生Ca2+从内质网Ca2+库中释放出来。细胞内Ca2+的增加导致神经递质的释放。唾液中的L-谷氨酸和膜上的mGluR4结合，这种结合导致非特异性阳离子通道的关闭，导致细胞膜的超极化。
【关键词】 味觉；感觉转导
Progress in study of taste transduction
【Abstract】 Salty and sour directly transduction by apical channels that are non-gated channel or chemically-gated channel. Bitter pounds in saliva activate particular T2R/TRB isoforms which activate gustducin heterotimers, activated α-gustducin stimulates PDE to hydrolyze cAMP, the decreased cAMP may disinhibit cyclic nucleotide-inhibited channels to elevate intracellular Ca2+. Gβ,γ subunits released from activated α-gustducin activate PLC to generate IP3 which lead to release of Ca2+ from internal stores. A rise in intracellular Ca2+ followed by neurotransmitter release. L-glutamate in saliva binds to membrane mGluR4 which leads to closure of unspecific cation channel causing hyperpolarization of cells membrane.
【Key words】 taste sensory；sensory transduction
味觉对人和其他动物的生存和营养状态是至关重要的，人的味觉可分为被广大研究者共同接受的咸、酸、苦和甜，及尚有争议的氨基酸味觉(鲜味，umami)。因关于甜转导已有综述发表，本文就咸、酸、苦和鲜味转导的研究进展综述如下。
1 感受器分子和神经递质
味觉细胞有两个特化部位：和口腔接触的微绒毛和同感觉神经纤维形成的突触。微绒毛上镶嵌有味觉感受分子（味感受器），以一个分子天线的形式探测口腔中的化学变化，它们和味质结合可产生味转导级联。味感受器都是膜蛋白，包括非门控离子通道、配基门控离子通道和G-蛋白偶联受体（GPCR）等〔1〕。味觉细胞虽然是上皮细胞，但它有很多特点和神经元相似，即通过电压门控Na+、K+和Ca2+通道可产生动作电位。
味蕾中存在大量神经递质，但确定哪种是味觉细胞释放的却很困难。现在已经确定去甲肾上腺素和乙酰胆碱是神经纤维释放的，它们对味觉细胞的兴奋性起调控作用。五羟色胺可能是味觉细胞间的一种旁分泌，它由某种味觉细胞分泌，调节相邻味觉细胞的活动，从而调控味蕾局部的信号加工。大量的研究结果表明谷氨酸最可能是味觉细胞分泌的神经递质〔2〕。
2 咸味
咸味代表口腔中的NaCl和机体所需要的其他金属离子浓度的总合，它在维持离子和水的平衡起关键作用。虽然咸味由许多金属离子产生，但已经确定Na+在哺乳动物咸味的产生上最重要。在啮齿类，咸味感受器是盐酸咪吡嗪敏感的上皮Na+通道（EnaC），EnaC是一个异质性寡聚体，它由三个同源性亚基组成的非门控Na+通道，唾液中足够多的Na+流入，可使味觉细胞膜去极化〔3〕，这种细胞侧方的膜上还有电压门控Na+和Ca2+通道，如果去极化达到阈值，还可以产生动作电位。
在人类，咪吡嗪并不能完全抑制咸味觉，提示人的咸味觉还和其他尚不了解的特异离子通道有关。具有讽刺意味的是到目前为止关于人的其他咸味感受器所知甚少。
3 酸味
人们喜欢接受柔和的中等酸味并感到愉悦，酸味也能帮助机体识别食物的化学成分。强烈的酸味产生不舒服的感觉。酸味也表明水果不成熟和食物已经变坏，它也能避免组织受酸的损伤。
可能有两类酸感受器：第一种是非门控离子通道，当口腔中的质子达到一定浓度时，质子能通过此通道进入细胞内，产生一个内向质子电流，EnaC可能是这种通道的候选者。第二种由H+-门控通道组成，其中包括尼犬（Necturus）的顶部K+通道、ENaC/Deg（degenerin）家族的非特异性H+-门控阳离子通道（NDEG）、超极化激活的环核苷酸门控的阳离子通道（H）。转导机制上的这些差异表明酸转导的高度复杂性〔4〕。
4 苦味
苦味是令人不愉快的味道，当它较弱是人们可以耐受的，但强的时候令人厌恶。动、植物的许多有机分子都有苦味，它们还包括咖啡、尼古丁和许多工业生产的药物。
4．1 苦感受器 通过扫描小鼠染色体6上可能的苦位点基因组数据库，发现了一个新的GPCRs大家族，即T2R或TRBs家族（味觉感受器第二家族），T2R/TRB家族的成员极多，可能有40～80个。人的T2R/RRB家族有25个成员，分布在3个染色体上〔5〕。这些家族成员都有一个短的氨基末端结构域，它们的胞浆内环和相邻的跨膜片断都有极大的保守性，研究者相信它们可能是蛋白质相互作用部位，而它们的细胞外区有极大的变异性〔6〕，它们可能是配基结合部位。这个大家族的成员之间在氨基酸序列上有30%～70%的同源性。现在还不能肯定T2R的所有家族成员都能对苦味起反应，但其中的3个已成功在异种非味觉细胞系中表达，使这些细胞可对苦味起反应。
在大鼠和小鼠，T2R/TRB感受器在轮廓乳头和叶状乳头的味蕾中表达，但不在菌状乳头中表达。许多T2R/TRB成员可同时在一个味觉细胞中表达，这表明一个味觉细胞可感受多种苦味刺激，但它们仅出现在表达味导素的细胞中。最近的研究表明鼠类的T2R5仅和α-味导素偶联，不能和其他G蛋白的α亚基偶联〔7,8〕。
4．2 G蛋白和效应器酶 α-味导素是α-转导素样的G蛋白的α亚基，它选择性的在25～30的味觉细胞中表达。在体外的生化分析和体内的α-味导素敲除小鼠分析表明α-味导素和苦味转导有关。α-转导素敲除小鼠对苦味化合物如卞胺酰胺、硫化奎宁、放射菌酮和四乙基胺的反应明显减弱或无反应。α-味导素的作用类似于α-转导素，它能激活PDE，最近把它命名为PDE1A，加或不加α-味导素抗体的快速淬灭流（rapid quehch flow）研究表明许多苦味化合物都可在味觉组织中导致味导素修饰的环核苷酸水平的降低。