Благодаря чему мы ощущаем сладкий вкус?

Если человек, далекий от медицины, услышит фразу «транзиторный рецепторный потенциал меластанина 5», он не сможет понять, о чем идет речь. Но стоит сказать тому же человеку «вкус мёда», как в голове сразу всплывет множество ассоциаций и представлений.

Между тем, эти два понятия связаны между собой самым непосредственным образом: благодаря первому, мы способны ощущать, что скрывается за вторым. Транзиторный рецепторный потенциал меластанина 5 (ТРПМ5) – это белок, который позволяет улавливать сладкий вкус на уровне ротовой полости, стимулировать секрецию инсулина на уровне поджелудочной железы, и защищаться от паразитов на уровне тонкого кишечника.

Он является представителем семейства из восьми белков, наделенных специфическими функциями. Например, ТРПМ8 отвечает за передачу информации о низких температурах в головной мозг, ТРПМ3 предупреждает человека о прикосновении к горячему, ТРПМ2 участвует в регуляции температуры тела при лихорадке. Понимание механизмов действия этих белков может способствовать дальнейшему развитию медицинской науки.

Долгое время их пристальное изучение было практически невозможным из-за мельчайших размеров молекул: например, если выстроить белки ТРПМ5 в цепочку, понадобится 5000 таких молекул, чтобы получить цепочку длиной в ширину человеческого волоса. Однако теперь, используя метод криоэлектронной микроскопии, ученые смогли не просто рассмотреть анатомические детали ТРПМ5, но и лучше понять механизмы его работы. Криоэлектронная микроскопия дает возможность получать четкие последовательные изображения в нанометровом масштабе, изучая движение ионов и образование связей между ними.

Ученым уже было известно, что ключом к функционированию этого белка являются ионы кальция, но при этом они знали о существовании только одного места связывания белковой молекулы с ионом. Благодаря последним исследованиям, был найден дополнительный участок для связывания кальция, и изучены процессы, происходящие после прикрепления этого элемента к белку. Это открытие имеет основополагающее значение для понимания того, как работает ТРПМ5 на атомном уровне. Возможно, благодаря ему в будущем появится новое поколение сахарозаменителей или сахароснижающих препаратов для коррекции патологий, связанных с нарушением усвоения глюкозы и повышением ее уровня в крови.

Использующиеся в настоящее время сахарозаменители удовлетворяют вкусовые пристрастия человека, но не запускают необходимые процессы в поджелудочной железе и кишечнике. Кроме того, большинство из них, так или иначе, постепенно приводит к повышению уровня глюкозы, поскольку проходит через ряд биохимических преобразований в клетках печени.

Если ученым удастся создать вещество, воздействующее непосредственно на белок ТРПМ5, можно будет одновременно достичь трех целей:

1. Удовлетворить потребность в ощущении сладкого вкуса.
2. «Обмануть» поджелудочную железу, настроив ее на расщепление сахара путем выработки инсулина.
3. Оказать тонкому кишечнику помощь в борьбе с паразитами.

Активация ТРПМ5 будет восприниматься головным мозгом как сигнал о поступлении энергии; при этом в действительности дополнительные калории поступать в организм не будут. Такая безобидная ложь может принести большую пользу пациентам, страдающим лишним весом или ожирением, а также сахарным диабетом и метаболическим синдромом. При этом не будут задействоваться другие белки, органы и системы. А значит, если активатор ТРПМ5 примет облик сахароснижающего препарата, у такого препарата будет минимальный риск развития нежелательных лекарственных явлений.