研究人员磨练在难以捉摸的受体中的酸味

酸味是夏天的味道，让人想起柠檬水摊和成熟的番茄。在五种基本味道中——其他的是苦、甜、咸和鲜味——它可以说是最微妙的。少量的盐可以给平淡无奇的菜肴增添一种关键的味道。在浓度较高的情况下，它本身就会让人感到不舒服，甚至是痛苦。

但是是什么导致了酸味，为什么我们如此喜欢酸味呢?南加州大学的科学家们可能已经解决了第一个谜团:动物是如何感知酸味的。

水果和蔬菜品尝酸酸含量高，包括柠檬酸柠檬、酒石酸酸用于葡萄和醋等发酵食品中的醋酸。自从pH值测定仪问世以来，人们已经认识到，这些食物中的低pH值和高浓度的H+离子可以让人类感知酸味。但是，目前还不清楚舌头是如何感知pH值的，以及构成pH值传感器的具体分子是什么。

据报道，由艾米莉蕾南领导的一群由艾米莉·米兰，艺术与科学艺术学院的生物科学教授目前的生物学舌头上pH值的传感器是耳泌素1基因(OTOP1.)。Otop1是一种叫做离子通道的分子，它允许带电离子穿过细胞膜。在Otop1中，通过膜携带的带电离子是H+，它被酸释放到口腔中。

去年，Liman的团队发表研究在科学在酸味传感器上关闭。在该研究中，它们使用了基因组学的前进来使用高通量测序方法，以识别可以编码酸传感器的大约40个先前未表征基因的列表。通过研究每个基因的功能，他们将列表归结为OTOP1，因为它是唯一的候选者，当被引入非 - 时味觉细胞，让他们能够回应酸性。

虽然USC科学家鉴定了OTOP1 - 由OTOP1基因编码的蛋白质 - 形成质子通道，但它们并未表明它是在完整的动物中酸味的反应所必需的。

摄入化学品与专业化的化学品相互作用时会发生味道细胞在舌头和上颚上。这些细胞被称为味觉受体细胞并且在味蕾中被发现，它集中在舌头的背部，侧面和前部和嘴上。不同的口味受体细胞对五种碱性口味的每种响应，并且它们将神经递质释放到向大脑发送信号的味觉神经上。这允许神经系统确定摄入的化学品是否具有苦味，甜，鼠疫，酸，咸或五种的素质。

这项新研究跟进了之前的研究结果，即OTOP1使细胞具有检测低ph值的能力。研究生屠玉祥(音)使用基因编辑技术生成了OTOP1失活基因的小鼠，以测试OTOP1蛋白是否对酸性化学物质(或酸)产生反应是必要的。当酸味感受器细胞接触到酸时，它们就会产生电信号——或者电流——因为H+离子在细胞膜上的运动。

研究生滕博川发现，OTOP1功能不全的小鼠的酸味受体细胞没有检测到代表H+进入细胞的电流。当接触到酸时，突变小鼠的酸味受体细胞也没有降低细胞内的pH值，如果H+离子进入细胞就会发生这种情况。最后，突变小鼠的酸味感受器细胞没有产生动作电位——另一种电信号——这是激活味觉神经和大脑对某些酸性溶液做出反应时所需要的信号。

然而，以前通过分离的味道受体细胞进行了先前的实验，研究人员还通过测量味道神经的酸味溶液引入小鼠口腔的酸味溶液来研究OTOP1在小鼠中的重要性。对于这些实验，他们与科罗拉多州大学医学院的领先品味研究员Sue Kinnamon和研究生威尔逊队进行了联系。正如预期的那样，在具有无官能OTOP1的小鼠中严重减少了这些神经的活性，表明小鼠感测酸性溶液的能力 - 并因此损害酸性味道。

“我们的研究结果表明，OTOP1是一种真正的酸味受体，”Liman说。“这是第一个明确的证据，证明了一种蛋白质对酸味受体细胞对酸作出反应和刺激神经使酸味感知是必要和充分的。”

令人惊讶的是，科学家发现，具有非功能性OTOP1基因的小鼠仍然可以产生对酸味刺激的小响应;酸性味道受体细胞仍然产生了几种动作电位，肠道神经产生了对非常酸性刺激的小反应。他们假设另一个与OTOP1无关的信号机制也有助于酸味。他们还测试了老鼠中的行为，发现了老鼠仍然发现无功能OTOP1基因仍然发现酸性刺激赋予。

“对被摄取的酸性刺激的行为反应是复杂的。您的味道受体细胞可以检测酸，但也有疼痛系统，这对低于低位，”Liman说。“寻找酸味的分子基础让我们更接近了解不同的动物和个人如何感知世界。”

鉴定负责味道的分子开辟了广泛应用的可能性。这些信息可能导致对食物偏好和风味感知的个体差异，导向营养科学并导致新的害虫控制方法。专业的风味和化学家可以利用这些信息来操纵口味，使食物甚至药物更加令人愉悦，同时也让家用产品含有有毒化学品的令人愉悦。

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