Человек сегодня потребляет рекордные объемы сахара — более 45 кг в год на душу населения против 8 кг в 1800 году (США). Несмотря на доступность искусственных заменителей сахара, они не приносят большой пользы. Ученые из Колумбийского университета и Института Говарда Хьюза предложили принципиально новый подход — понять, как именно устроен рецептор сладкого вкуса.
Согласно исследованию, специалистам впервые удалось определить трехмерную структуру рецептора, благодаря которому человек ощущает сладость. Речь идет о молекулярном «сенсоре» на языке, способном различать десятки веществ — от обычного сахара до ферментов, содержащихся в продуктах. Открытие стало возможным благодаря технологии криоэлектронной микроскопии, позволяющей заглянуть внутрь молекул. Ученые более трех лет добивались получения стабильного белка рецептора, провели свыше 150 попыток, и в итоге «собрали» его трехмерную модель с точностью до 2,8 ангстрема (точность на атомном уровне).
Ключевой находкой стало обнаружение так называемого «связывающего кармана» — части рецептора, куда прилипают сладкие молекулы и запускают цепную реакцию, пробуждающую тягу к сладкому. Знание формы этого кармана позволит точечно воздействовать на рецептор — блокируя или изменяя его реакцию на сахар и заменители.
Сейчас большинство подсластителей, таких как аспартам или сукралоза, были найдены случайно или получены на основе известных соединений. Новое открытие дает возможность создать более эффективные молекулы — способные действительно уменьшать желание есть сладкое. Интересно, что рецепторы сладкого вкуса встречаются не только на языке, но и в других частях тела, включая поджелудочную железу. Поэтому эта работа может иметь значение и для понимания метаболизма, и для борьбы с диабетом.
Ранее мы писали о том, как химики нашли способ быстрой диагностики туберкулеза.