hirsh_ben_arie (idelsong) wrote,
hirsh_ben_arie
idelsong

Categories:
Венерина мухоловка (Venus Flytrap) -  хищное растение. Его лист-ловушка закрывается, если внутрь садится насекомое. На сайте, посвященном хищным растениям, есть заметка, объясняющая название растения. Автор говорит, что детям он обычно объясняет, что, мол, растению дали имя Венеры из-за красивых цветов, а что на самом деле... В общем, если бы это растение росло в Новой Англии, а не в Каролине, вероятно, его назвали бы по-другому.

flower
Цветок Венериной мухоловки

trap
Листья-ловушки

Из ботаники название Venus Flytrap перешло в биохимию белка: так назвали белковую структуру, встречающуюся во многих рецепторах; как правило, когда: а) лиганд сильно гидрофильный, и рецептору не за что зацепиться, чтобы его связать и b) рецептор должен быть низкоаффинным, то есть реагировать на относительно высокие концентрации лиганда.

В такой ситуации энергии связывания с лигандом недостаточно, чтобы вызвать массивные перемещения в молекуле рецептора. Ее хватает на то, чтобы обратимо захлопнуть ловушку, и тогда захлопнутая ловушка, как ключ к замку, подходит ко второй половине димерного рецептора. Эта вторая половина может связываться с лигандом, а может - как на приведенном на картинке (из [1]) примере GABA рецептора - и не связываться.

VFT receptor
Как известно, Аристотель выделяет следующие вкусы (О душе, 2:10):

Виды вкусовых свойств, так же как и у цветов, – это, во-первых, простые противоположности – сладкого и горького: во-вторых, примыкающие к ним: к сладкому – жирное, к горькому – соленое; в-третьих, промежуточные между ними – едкое и терпкое, вяжущее и острое...


Это очень близко к нынешнему представлению о пяти основных вкусах: сладком, горьком, кислом, соленом и умами. Для пятого вкуса, видимо, того, который Аристотель назвал "жирным", используют японское слово, означающее что-то вроде "приятный насыщающий вкус". По-русски его часто называют мясным. Наиболее известные вещества, обладающие этим вкусом - это глутамат или мононуклеотиды инозин монофосфат и гуанозин монофосфат. Все они используются в качестве пищевых добавок.

Рецепторы горького вкуса должны быть высокочувствительными и высокоаффинными. Человек чувствует горький вкус микромолярных концентраций хинина, а самое горькое из известных веществ, денатониум, в 1000 раз горше. Денатониум используют, чтобы сделать непривлекательными для детей средства бытовой химии.

Что же касается сладкого вкуса и умами, человек чувствителен только к значительно бόльшим концентрациям: 10-100 мМ для сахарозы. Соответственно, рецепторы горького вкуса - обычные GPCR - рецепторы, связанные с G-белками, а Рецепторы сладкого вкуса и умами - GPCR класса C, построенные на Venus Flytrap.

Вкусовые луковицы содержат три разных рецептора: T1R1, T1R2 и T1R3. T1R3 не связывает никакого лиганда, но он может образовывать пары либо с T1R1, либо с T1R2. Пара T1R2/T1R3 отвечает за взаимодействие с сахарами (и соответственно, за сладкий вкус), пара T1R1/T1R3 - за взаимодействие с глутаматом или с рибонуклеотидами (и, соответственно, за вкус умами) [6].

То, что вкус, условно говоря, мяса, и, условно говоря, сладких плодов ощущаются при помощи общего механизма - более или менее естественно. Естественно и  то, что человек ощущает оба вкуса. Можно, однако же, ожидать, что репертуар вкусовых рецепторов будет варьировать в зависимости от пищевых особенностей. И действительно, обнаружили, что у кошачих ген T1R2 - псевдоген. То есть они ощущают вкус умами, но у них полностью отсутствует сладкий вкус.

Когда посмотрели у разных хищников - обнаружили, что ген T1R2 пропадал в их истории неоднократно: у кошачьих, у пятнистой гиены, у азиатской выдры и мадагаскарского хищника фоссы [2]. С другой стороны, у гиганской панды, полностью перешедшей на поедание бамбука - отсутствует рецептор T1R1, отвечающий за вкус умами [3].

Отдельно надо отметить водных хищников - бывших ластоногих. У них отсутствуют все три Т1 рецептора. Авторы связывают это с тем, что все водные хищники проглатывакут свою добычу целиком. Вкус в такой ситуации их не интересует.

В других случаях логику природы понять труднее. У всех летучих мышей отсутствует рецептор T1R1, вне связи с диетическими пристрастиями. Полностью отсутствуют все Т1 рецепторы только у летучих мышей-вампиров, то есть они не чувствуют ни сладкого вкуса, ни умами [5]. Впрочем, у летучих мышей практически отсутствуют и Т2 рецепторы, отвечающие за горький вкус.

1.       Meldrum, B.S. and Rogawski, M.A. (2007) Molecular Targets for Antiepileptic Drug Development. Neurotherapeutics 4:18–61
2.       Zhao H, et al. (2010) Pseudogenization of the umami taste receptor gene Tas1r1 in the giant panda coincided with its dietary switch to bamboo. Mol. Biol. Evol. 27:2669-73
3.       Jiang P. et al. (2012) Major taste loss in carnivorous mammals Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109: 4956–4961.
4.       Zhao H, et al. (2010) Evolution of the sweet taste receptor gene Tas1r2 in bats. Mol. Biol Evol 27:2642–2650.
5.Zhao H, et al. (2012) Genomic and genetic evidence for the loss of umami taste in bats. Genome Biol Evol. 4:73-9.
6.       Wauson EM, et al. (2013) Minireview: nutrient sensing by g protein-coupled receptors. Mol Endocrinol. 27:1188-97
Tags: чуть-чуть биологии
Subscribe

  • (no subject)

    Еще одно свидетельство быстрого одичания . Очень жаль. (Пожалуйста, не влезайте туда с руганью).

  • (no subject)

    - Соев, это финал? - Это очень удачый финал! Универсальная идеограмма для окончания дискуссии.

  • (no subject)

    Начиная с 1990 г., у нас сменилось 9 Раматкалей (Нач. ген. штаба). Из них трое в политику не пошли (Айзенкот, по крайней мере, пока), а шестеро,…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 5 comments