В журнале Cell вышло исследование ученых из Колумбийского университета, которое может изменить ситуацию. Впервые им удалось определить трехмерную структуру рецептора сладкого вкуса — молекулярного механизма, благодаря которому мы чувствуем сладость. Это открытие может привести к созданию новых регуляторов, способных повлиять на нашу тягу к сахару.

Роль сахара в эпидемии ожирения невозможно игнорировать, — говорит соавтор исследования, доктор наук Цзюнь Чжан.

Современные заменители сахара не снижают желание есть сладкое. Теперь, когда мы знаем, как выглядит рецептор, у нас есть шанс создать что-то лучше.

Наш язык способен распознавать множество сладких веществ — от обычного сахара до антимикробных ферментов в куриных яйцах. В отличие от рецепторов горького или кислого, сладкие рецепторы эволюционно настроены на низкую чувствительность. Это заставляет нас есть больше сладкого, чтобы удовлетворить потребность.

20 лет назад ученые во главе с Чарльзом Цукером обнаружили гены, отвечающие за сладкий вкус. Но до сих пор никто не знал точной формы рецептора — как если бы у вас был рецепт торта, но вы не представляли, как он выглядит.

Без этой информации было сложно понять, как работает рецептор и как им управлять.

Все существующие заменители сахара были открыты случайно или созданы на основе известных сладких молекул, — говорит соавтор Брайан Ван.

Поэтому у них есть недостатки.

Новое исследование раскрыло структуру рецептора с невероятной точностью — до 2,8 ангстрем (для сравнения, атом водорода чуть больше 1 ангстрема). Ученым потребовалось три года и сотни экспериментов, чтобы выделить нужный белок.

С помощью криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ) они заморозили молекулы и сняли их под разными углами, чтобы воссоздать 3D-структуру. Особенно важно, что удалось увидеть «карман» рецептора — место, куда попадают сладкие молекулы и запускают сигнал.

Теперь мы знаем, почему подсластители связываются с рецептором, и как можно создать более эффективные молекулы, — объясняет биохимик Энтони Фитцпатрик.

Рецептор состоит из двух частей, одна из которых, TAS1R2, содержит «ловушку» для сладких молекул. Это может объяснить, почему люди по-разному чувствуют сладость.

Ученые также изучили, как рецептор взаимодействует с аспартамом и сукралозой (в 200 и 600 раз слаще сахара). Изменяя отдельные части рецептора, они выяснили, как именно он распознает разные вещества.

Мы хотим, чтобы наука помогала людям, — говорит исследователь Эндрю Чанг.

Интересно, что сладкие рецепторы есть не только во рту, но и в других органах, например, в поджелудочной железе. Возможно, это открытие поможет в изучении диабета и метаболизма.

Хотя исследование прорывное, остается вопрос: даже если создать идеальный заменитель сахара, решит ли это проблему ожирения? Ведь тяга к сладкому — не только биологическая, но и психологическая привычка.

И все эе это фундаментальный шаг к персонализированному питанию. Зная структуру рецептора, можно:

• Разработать безопасные подсластители без «послевкусия».
• Создать терапию для людей с нарушением вкуса.
• Изучить роль рецепторов в метаболизме, что важно при диабете.

Ранее в Индии нашли растительную замену сахару.