Fundamental Research | 上海交通大学刘源教授等：RYR1通道—调控甜鲜物质感知信号的新通道

RYR1通道—调控甜鲜物质感知信号的新通道

关键词：鲜味，甜味，感知通路，磷酸化蛋白组，兰尼碱受体1

对食品味道的感知是生物的本能。在人类的五种基本味觉中，甜味和鲜味是最令人愉悦的感觉。蛋白质、核苷酸、氨基酸和糖类这些甜鲜味物质作为营养成分，在摄入人体经TCA循环和氧化磷酸化后，会为我们提供ATP、GTP以及碳骨架，用以维持人类的正常生命活动。前期相关研究表明甜味和鲜味在感知过程中主要依赖于瞬时受体电位阳离子通道亚家族M成员4/5（TRPM4/5）及相关信号分子，主要包括肌醇-1,4,5-三磷酸受体3型磷脂酶C（IP3R）和钙稳态调节剂1（Cham1）等。然而，这两种关键基本味觉在细胞层面的具体感知途径并没有被完全探索清晰。

上海交通大学的刘源教授团队采用他们构建的大鼠味蕾组织传感器确定了8种甜鲜物质的最佳磷酸化刺激浓度（阿斯巴甜、索马甜、蔗糖、三氯蔗糖、谷氨酸钠、肌苷酸、鸟苷酸、琥珀酸二钠），并分析了最佳浓度刺激下味蕾组织磷酸化蛋白组学水平上的关键磷酸化蛋白变化。兰尼碱受体（ryanodine receptor 1，RYR1）是控制肌肉收缩的一个主要门控系统。他们通过研究发现了RYR1及其相关蛋白内质网Ca2+ATP酶（SERCA）和富含组氨酸的钙结合蛋白（HRC）等在刺激后磷酸化水平显著下调。为了进一步分析RYR1在鲜甜信号感知中的作用，团队通过组织传感器、大鼠饮水喜好性、免疫组化、荧光共聚焦等方法对RYR1的作用进行了研究。结果确定了RYR1以及钙连蛋白Calnexin在味蕾组织中的表达，受到RYR1抑制剂处理后，味蕾组织对鲜味响应随浓度逐渐降低，大鼠对鲜味溶液的喜好性显著降低。

综上，他们揭示了甜鲜味信号传导是基于RYR1离子通道和相关蛋白调节的这一新的感知机制（图1），甜鲜物质刺激味蕾组织，内质网Ca2+ATP酶（SERCA）通道被脱磷化的富含组氨酸的Ca2+结合蛋白（HRC）激活，Ca2+由胞浆泵入内质网腔，RYR1在脱磷酸化状态下与RYR1稳定亚单位1（FKBP12）结合而导致通道关闭。此外，他们提出了循环式的胞浆Ca2+浓度变化会引起细胞膜的去极化并控制滋味的神经信号发生和传导，从而控制饥饿和饮食节律的新思路。即甜鲜物质作为营养成分在分解代谢过程中通过三羧酸循环和氧化磷酸化提供ATP和GTP，构成（味蕾）细胞营养和能量状态，籍此判断动物所需的饮食频率和摄入量，进而揭示细胞营养代谢节律。

以上内容节选自期刊Fundamental Research 2023年第3期发表的文章“W. Wang, D. Lu, Q. Xu, et al., Remodeling of the ryanodine receptor isoform 1 channel regulates thesweet and umami taste perception of Rattus norvegicus, Fundamental Research 3 (2023) 459-468”。

主要作者简介

刘 源  

上海交通大学教授，担任11个学科特色SCI期刊的编辑、编委或客座编辑,包括Food Chemistry。研究方向：食品风味感知与品质评价；主持国家自然科学基金优秀青年科学基金项目等国家级项目10项，以第一/通讯作者发表论文100余篇。授权发明专利7项篇。

庞广昌  

天津商业大学，教授，天津市劳动模范，享受国务院特殊津贴；研究方向：代谢网络、细胞通讯与生物传感；主持国家自然科学基金面上项目等8项项目，获省、部级科技进步特等奖等8项；发表重要学术论文200多篇。

王文利  

上海交通大学长聘教轨副教授，上海市超级博士后获得者；学科一区期刊Food science and human wellness青年编委/客座编辑，Food Chemistry 的客座编辑；研究方向：食品营养感知与人体健康；主持国家自然科学基金等项目，发表SCI/EI期刊论文30余篇，授权专利2项。

转自：“未来食品科学研究”微信公众号

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