上海科技大学Nature最新发文：“甜蜜刺激”并不简单

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生物通

2025年06月26日 12:37 广东

为解决甜味受体结构缺失阻碍机制解析的问题，研究人员通过冷冻电镜技术首次解析了全长人类甜味受体(TAS1R2-TAS1R3)在apo状态和三氯蔗糖结合状态下的三维结构。

6月24日，上海科技大学iHuman研究所、生命科学与技术学院华甜/刘志杰团队在《自然》(Nature) 上以“加速预览 (Accelerated Article Preview)”形式在线发表了题为 “Structural and functional characterization of human sweet taste receptor”的最新研究成果，报道了人类甜味受体在无配体 (apo)及结合人工甜味剂三氯蔗糖 (sucralose) 状态下的高分辨率三维结构，系统揭示了甜味受体独特的非对称二聚体结构特征和配体识别机制，为揭开甜味感知的分子之谜迈出了关键一步。

甜味感知深刻影响着人类的饮食选择与代谢健康。作为C类G蛋白偶联受体(GPCR)家族成员，人类甜味受体由TAS1R2和TAS1R3亚基组成异源二聚体1,2，能够识别天然糖类、人工甜味剂乃至甜味蛋白等多元化合物，其功能远超味觉范畴而涉及代谢调控。然而，三维结构的缺失长期制约着对其工作机制的理解。

最新研究通过冷冻电镜技术，成功捕获了全长甜味受体在未结合配体(apo)及结合三氯蔗糖时的精细结构。这些结构首次展现出该受体独特的非对称异源二聚体架构——三氯蔗糖特异性结合于TAS1R2亚基的Venus flytrap结构域(VFTD)。结合定点突变实验与分子动力学模拟，团队系统阐明了TAS1R2对不同甜味分子的识别模式。更引人注目的是，结构比较揭示了配体结合诱导的构象重排，以及区别于其他C类GPCR的独特激活机制。

这项突破不仅为理解化学感受受体的信号转导机制提供了范式，更为设计靶向甜味受体的新一代功能性甜味剂奠定了结构基础。

参考文献

Structural and functional characterization of human sweet taste receptor