鸟类味觉基因的功能进化及苦味受体感知非苦味物质的初步研究
发布时间：2021-02-24 03:15
脊椎动物的五种基本味觉（甜、鲜、苦、酸、咸）对于动物在自然界中的生存至关重要。其中甜味觉和鲜味觉是通过三个G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptors,GPCR）Tas1r1、Tas1r2 和 Tas1r3 以异源二聚体的形式介导的,Tas1r1+Tas1r3介导鲜味觉,Tas1r2+Tas1r3介导甜味觉;苦味觉是由2型味觉受体基因（Tas2rs）编码的G蛋白偶联受体介导的。本文从鲜味觉和苦味觉两种味觉形式的角度,以基因序列分析结合功能实验的手段,研究了鸟类味觉受体基因的功能进化。并进一步进行了人类苦味觉受体对于非苦味物质反应的探究,揭示了五种基本味觉形式以外的金属味觉的分子机制。首先,全面研究了雀小目鸟类的鲜味觉受体基因（Tas1r1/Tas1r3）的功能进化。鸟类的甜味觉受体基因Tas1r2普遍丢失。已有的研究显示,食花蜜的安氏蜂鸟（Calypte anna）在Tas1r2基因丢失的情况下,其鲜味觉受体Tas1r1+Tas1r3发生了功能转换,获得了对甜味的感知能力。雀小目鸟类物种繁多、食性多样,不乏一些食物成分中花蜜占据一定比例的鸟类。本研究中涉及的雀...
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１味觉受体细胞、味蕾和乳突
ｈｅ?ｔｏｎｇｕｅ．?ＴＲＣｓ?ｐｒｏｊｅｃｔ?ｍｉｃｒｏｖｉｌｌａｅ?ｔｏ?ｔｈｅ?ａｐｉｃａｌ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔａｓｔｅ?ｂｕｄ，??ｗｈｅｒｅ?ｔｈｅｙ?ｆｏｒｍ?ｔｈｅ?＇ｔａｓｔｅ?ｐｏｒｅ５；?ｔｈｉｓ?ｉｓ?ｔｈｅ?ｓｉｔｅ?ｏｆ?ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ?ｗｉｔｈ?ｔａｓｔａｎｔｓ?（Ｃｈａｎｄｒａｓｈｅｋａｒ，?ｅｔ?ａｌ．??２００６）．??舌表面乳突中的味蕾是由不同的味觉受体细胞（ｔａｓｔｅ－ｒｅｃｅｐｔｏｒ?ｃｅｌｌｓ，?ＴＲＣｓ）??有序排列组成（图１．１）。ＴＲＣｓ的顶末端暴露在口腔中，与通常为水溶性的促??味剂相互作用（Ｂａｃｈｍａｎｏｖ?ａｎｄ?Ｂｅａｕｃｈａｍｐ?２〇０７）。其功能是将食物中的化学信譬??（食物中的离子和分子）转化为从神经纤维到大脑的一系列动作电位（Ｂｉｇｉａｎｉ，?ｅｔ??ａｌ．?２００３）。不同的ＴＲＣｓ能够通过表达特异性的味觉受体来识别甜味、鲜味、苦??味、酸味和咸味等多种促味剂（图１．２）?（Ｙａｒｍｏｌｉｎｓｋｙ，?ｅｔ?ａｌ．?２００９）。普遍接受的??观点认为咸（Ｎａ＋）和酸（Ｈ＋）味道的味觉受体是离子通道（Ｂｉｇｉａｎｉ，?ｅｔ?ａｌ．?２００３；??ＤｅＳｉｍｏｎｅ?ａｎｄ?Ｌｙａｌｌ?２００６），而其它三种味道（甜／鲜和苦）的味觉受体．属．．子Ｇ??蛋白偶联受体（ＧＰＣＲ）的超家族。其中，甜味和鲜味是由三个ＧＰＣＲ成员Ｔａｓｌｒｌ、??Ｔａｓｌｒ２和Ｔａｓｌｒ３通过组合成异源二聚体的形式来检测相应的味觉配体；苦味觉??是由Ｔａｓ２ｒｓ家族中的苦味觉受体義．因介导（Ｂａｃｈｍａｎｏｖ?ａｎｄ?Ｂｅａｕｃｈａｍｐ?２００７）〇??Ｍａｍｍａｌｉａｎ?
ＴｒｐＭ５?／?Ｉ??Ｔａｓｔｅ?＜＞??Ｉ?ＧＰＣＲ??＋＋＋［Ｊ?ＬＬ＋＋：；＋＋?Ｎａ、表！１?ＤＡＧ＾ＬＣＰ＾Ｐ＾２＾?ＰＹ??＼?＾ｉ〇ｐ３??°ｏ〇°〇??Ｃａ２＋?ｊｐ?Ｒ３?〇Ｃａ２＋?ｓｔｏｒｅ??Ｂ?Ｃ??Ｓｏｕｒ?Ｓａｌｔ?？??Ｐｒｏｔｏｎ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ?ｔａｓｔａｎｔ?Ｎａ＋??ｃｈａｎｎｅｌ?＜＞?ＥＮａＣ?／??Ｈ＊Ａｃ??＋?＋＋＋?＋?＋ｌ＾＾Ｊ人?＋＋＋＋?＋??Ｘ?Ｈ＋＾—？?Ｈ＊Ａｃ??图１．４在味觉细胞中五种味觉的转导机制。（Ａ）在受体（ＩＩ型）细胞中，甜味、苦味和鲜??味配体结合味觉ＧＰＣＲｓ，激活磷酸肌醇通路使细胞质中Ｃａ２＋浓度提高，并通过阳离子通道??ＴｒｐＭ５使细胞质膜去极化。Ｃａ２＋浓度提高和细胞质膜去极化联合作用，打开了可能由Ｐａｎｘｌ??组成的大孔，导致了?ＡＴＰ的释放。这里显示的是Ｔａｓｌｒ味觉ＧＰＣＲｓ的二聚体（甜味、鲜味）。??Ｔａｓ２ｒ味觉ＧＰＣＲ?（苦味）没有广泛的细胞外结构，并且Ｔａｓ２ｒ是否形成多聚体不得而知。??（Ｂ）在突触前（ＩＩＩ型）细胞中，有机酸（ＨＡｃ）渗透质膜，并在细胞质中解离以酸化细胞??质。细胞内Ｋ＋被认为阻断了质子敏感型钾通道（尚未鉴定）并使膜去极化。电压门控钙通??道提高细胞质中Ｃａ２＋浓度以触发突触小泡的胞吐作用（未展示）。（Ｃ）?Ｎａ＋直接渗透通过??膜离子通道（包括ＥＮａＣ）以使膜去极化来检测Ｎａ＋的咸味（Ｃｈａｕｄｈａｒ?ａｎｄ?Ｒｏｐｅｒ?２０１０）。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ?ｂｙ?ｗｈｉｃｈ?ｆｉｖｅ?ｔａｓｔｅ?ｑｕａｌｉｔｉｅｓ?ａｒｅ?ｔｒ
【参考文献】：
期刊论文
[1]Complex evolutionary history of the vertebrate sweet/umami taste receptor genes[J]. FENG Ping,ZHAO HuaBin. Chinese Science Bulletin. 2013(18)
本文编号：3048695
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１味觉受体细胞、味蕾和乳突
ｈｅ?ｔｏｎｇｕｅ．?ＴＲＣｓ?ｐｒｏｊｅｃｔ?ｍｉｃｒｏｖｉｌｌａｅ?ｔｏ?ｔｈｅ?ａｐｉｃａｌ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔａｓｔｅ?ｂｕｄ，??ｗｈｅｒｅ?ｔｈｅｙ?ｆｏｒｍ?ｔｈｅ?＇ｔａｓｔｅ?ｐｏｒｅ５；?ｔｈｉｓ?ｉｓ?ｔｈｅ?ｓｉｔｅ?ｏｆ?ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ?ｗｉｔｈ?ｔａｓｔａｎｔｓ?（Ｃｈａｎｄｒａｓｈｅｋａｒ，?ｅｔ?ａｌ．??２００６）．??舌表面乳突中的味蕾是由不同的味觉受体细胞（ｔａｓｔｅ－ｒｅｃｅｐｔｏｒ?ｃｅｌｌｓ，?ＴＲＣｓ）??有序排列组成（图１．１）。ＴＲＣｓ的顶末端暴露在口腔中，与通常为水溶性的促??味剂相互作用（Ｂａｃｈｍａｎｏｖ?ａｎｄ?Ｂｅａｕｃｈａｍｐ?２〇０７）。其功能是将食物中的化学信譬??（食物中的离子和分子）转化为从神经纤维到大脑的一系列动作电位（Ｂｉｇｉａｎｉ，?ｅｔ??ａｌ．?２００３）。不同的ＴＲＣｓ能够通过表达特异性的味觉受体来识别甜味、鲜味、苦??味、酸味和咸味等多种促味剂（图１．２）?（Ｙａｒｍｏｌｉｎｓｋｙ，?ｅｔ?ａｌ．?２００９）。普遍接受的??观点认为咸（Ｎａ＋）和酸（Ｈ＋）味道的味觉受体是离子通道（Ｂｉｇｉａｎｉ，?ｅｔ?ａｌ．?２００３；??ＤｅＳｉｍｏｎｅ?ａｎｄ?Ｌｙａｌｌ?２００６），而其它三种味道（甜／鲜和苦）的味觉受体．属．．子Ｇ??蛋白偶联受体（ＧＰＣＲ）的超家族。其中，甜味和鲜味是由三个ＧＰＣＲ成员Ｔａｓｌｒｌ、??Ｔａｓｌｒ２和Ｔａｓｌｒ３通过组合成异源二聚体的形式来检测相应的味觉配体；苦味觉??是由Ｔａｓ２ｒｓ家族中的苦味觉受体義．因介导（Ｂａｃｈｍａｎｏｖ?ａｎｄ?Ｂｅａｕｃｈａｍｐ?２００７）〇??Ｍａｍｍａｌｉａｎ?
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Complex evolutionary history of the vertebrate sweet/umami taste receptor genes[J]. FENG Ping,ZHAO HuaBin. Chinese Science Bulletin. 2013(18)
本文编号：3048695
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