人类甜味受体(TAS1R2-TAS1R3)结构与功能解析：揭示甜味感知与代谢调控的分子机制

时间：2025年6月26日

来源：Nature

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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。研究发现甜味分子特异性结合TAS1R2的Venus flytrap结构域，结合分子动力学模拟揭示了独特的异源二聚体构象变化和激活机制，为C类GPCR信号转导机制及新一代甜味剂设计提供理论基础。

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。