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由德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)萊布尼茨食品系統(tǒng)生物學(xué)研究所的Dietmar Krautwurst領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家*在嗅覺(jué)受體蛋白中發(fā)現(xiàn)了“地址代碼”。與郵政編碼類似，這些編碼確保傳感器蛋白質(zhì)從細(xì)胞內(nèi)部被定位到細(xì)胞表面，在那里它們開(kāi)始作為氣味探測(cè)器的工作。這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)有助于開(kāi)發(fā)新型測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)這種系統(tǒng)，食品的氣味特征可以在高通量過(guò)程中進(jìn)行分析，從而更好地控制。
大約400種人類嗅覺(jué)受體的基因已經(jīng)被鑒定了20年。然而，對(duì)于大約80%的這些傳感蛋白，仍然不知道它們對(duì)哪種氣味有反應(yīng)。然而，了解這一點(diǎn)是開(kāi)發(fā)用于食物控制的生物“人工鼻子”的重要先決條件。
但是如何解決這個(gè)問(wèn)題呢?通常情況下，科學(xué)家使用細(xì)胞檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)找出受體蛋白會(huì)對(duì)哪些物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)。然而，嗅覺(jué)受體的一個(gè)特殊問(wèn)題是，它們通常被困在受試細(xì)胞內(nèi)，很難到達(dá)細(xì)胞表面。即使是一種合適的氣味，也很難與足夠多的受體結(jié)合來(lái)激活細(xì)胞功能。因此，氣味分配到不同類型的受體是受到阻礙的。
為什么嗅覺(jué)受體經(jīng)常被困在受試細(xì)胞中？嗅覺(jué)受體向細(xì)胞表面的運(yùn)輸涉及到哪些分子機(jī)制?為了幫助回答這些基本問(wèn)題，科學(xué)家團(tuán)隊(duì)使用統(tǒng)計(jì)和系統(tǒng)發(fā)育分析方法，檢查并比較了來(lái)自8個(gè)不同物種的4808個(gè)嗅覺(jué)受體的蛋白質(zhì)序列。這使得研究小組能夠識(shí)別高度保守的氨基酸motif。它們分別位于受體蛋白的c端，伸入細(xì)胞內(nèi)部(細(xì)胞質(zhì))。
“我們進(jìn)行的結(jié)構(gòu)-功能分析表明，某些氨基酸motif及其在不同受體類型中的組合促進(jìn)了它們?cè)诩?xì)胞表面的表達(dá)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。它們的功能就像地址碼或‘郵政編碼’，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Dietmar Krautwurst報(bào)告說(shuō)。“這種氨基酸motif在嗅覺(jué)感受器中以前是未知的，”這位生物學(xué)家繼續(xù)說(shuō)。“我們假設(shè)嗅覺(jué)受體分子通過(guò)這些motif與細(xì)胞蛋白相互作用，這些motif引導(dǎo)感受器蛋白通過(guò)目前尚不清楚的機(jī)制到達(dá)它們?cè)诩?xì)胞表面的作用位置。”
Dietmar Krautwurst領(lǐng)導(dǎo)的研究人員希望他們的新發(fā)現(xiàn)將有助于優(yōu)化嗅覺(jué)受體的細(xì)胞分析系統(tǒng)，這樣就可以很快確定每個(gè)嗅覺(jué)受體對(duì)應(yīng)的氣味伴侶。科學(xué)家團(tuán)隊(duì)同意，只有盡可能多的氣味感受器的識(shí)別譜被知道，才有可能開(kāi)發(fā)出基于感受器的測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)，在生產(chǎn)過(guò)程中，食品的氣味質(zhì)量可以可靠、快速地在線監(jiān)測(cè)。
在上述研究中，作者使用了NxG 108CC15細(xì)胞作為體外細(xì)胞模型。在細(xì)胞的體外研究中，培養(yǎng)基的質(zhì)量是重要方面。細(xì)胞要養(yǎng)好就要用好血清。Ausbian品牌進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)特級(jí)胎牛血清出廠前均應(yīng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格質(zhì)控，內(nèi)毒素含量低，適合干細(xì)胞、原代細(xì)胞、雜交瘤細(xì)胞、肝細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞的培養(yǎng)，給細(xì)胞以有力支持。
文獻(xiàn)出處：Kotthoff M, Bauer J, Haag F, Krautwurst D (2021) FASEB J, 35: e21274. DOI: 10.1096/fj.202000182RR. Conserved C-terminal motifs in odorant receptors instruct their cell surface expression and cAMP signaling. FASEB Journal，19 January 2021
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