甜味受体的研究进展PPT精选文档

甜味化合物的甜味理论与受体模型研究进展第17卷第4期V0117.No.4滨州师专JournalofBinzhouTeachersCollege2001年12月Dec.2001文章编号:1008—2980(2001)O4—0029—04甜味化合物的甜味理论与受体模型研究进展'张士国(滨州师范专科学校,山东滨州256604)摘要:综述了甜味化合物的种类,对甜味化合物的构效关系,甜味理论的发展以及甜味化合物受体模型的研究,指出随着实验手段的强化和计算机模拟技术的发展,上述领域的研究应该有深入的发展.关键词:甜味化合物;甜味理论;受体模型;综述中图分类号:O641文献标识码:A物质的味道,从生理学上讲有酸,甜,苦,成4种.味道的形成是呈味物质刺激味感受器而形成的呈昧物质与受体(在味感受器上与呈味物质作用的物质,对于甜味受体来说.是一种蛋白质)的作用,由于作用方式不同,作用强弱不同.而产生味道强度不同.目前对甜味物质的化学结构及其受体的结构以及甜味物质的构效关系已进行了大量研究.上述研究的进行,有助于人们合成所需要的甜味物质满足人们的需要.现对甜味物质的化学结构及其甜味理论,受体模型的研究综述如下.1甜味物质的种类甜味物质可分为天然和合成两大类.天然甜味剂中多为脂肪羟基化合物如醇类,糖类,另外,氨基酸,醛类,酰胺类,酯类,磺酸化合物,卤代烃等有许多化合物也具有甜昧.各种物质甜昧的强弱不同.对于不同甜味物质甜味的强弱用其相对于蔗糖的相对甜度来表示[】.目前人们已合成和发现了许多甜味化合物,常见甜味物质的相对甜度由表1列出表1各种甜味物质的相对甜度2甜味理论的研究关于甜味理论的研究.gl前已有许多报道1.早在1914年,GeorgeCobn首次对化合物的甜味与化学结构的关系进行了总结.他指出羟基和氮基在有甜味的化合物中常是成对的出现.几年后.Oer【i和收稿日期:2001—07—15作者简介张士国(1962一),男.山东滨州^.滨.州师专计算机科学系教授.主要从事计算化学的教学与研究工作滨州师专第17卷Myear在研究大量甜味化合物分子结构的基础上提出甜味物质有生甜团和助甜团J.这仅是人们对甜昧物质化学结构的最初认识,当然有许多是例外的.到目前为止,最着名的有关甜味物质结构和甜味关系的理论是美国学者Shallenberger和Acree提出的AH—B生甜团理论l2J.尽管这一理论目前尚未完善,但已被大多数学者接受根据这一理论,所有具有甜味感的物质都有一个电负性较大的原子A,如0,N.这个原子上有一个质子共价键相连接,是氢原子的供给者.AH可以是羟基,亚氨基,甚至是C—H等基团在距离A—H基团0.25—0.4i]m的范围内,必须有另一个电负性大的原子B,它是氢的接受者.这个B原子可能是O,N.而甜味的强弱与氢键的强弱有关.由于氢键的形成,甜味物质与受体形成了一个活化络合物,这种信号通过神经系统传递给大脑而感受到甜昧(图1).厂]厂]f受l—A—H………B—f甜味ll体l—B-………HA—l物质ll..............__Jl..............__J圉1甜味理论模型例如:葡萄糖和L一丙氨酸的分子结构如下:后来,Kier在AH—B生甜团理论的基础上,又提出有较高甜味的物质中如:氨基酸,糖精,P一400等,在距离A约0.35171m,距离B约0.55am的地方有一豌水基团x,而形成了K_er 的三角形学说,由图2所示.疏水性基团x与受体的疏水部位结合,该疏水基团作为一个"把柄",被甜味物质的受体将甜味分子放在适当的位置,而与受体形成一对氢键而呈现甜味.囝2Kier的三角形理论模型近十年来,Titi和Nofre又提出了一个令人振奋的甜味剂模型(图3),在这一模型中共有8个可能的活性基团,其中包括三角形学说中的三个活性部位.但是.它拥有的活性部位越多,其甜度则越大.在Titi模型中,G相对于三角形模型中的x,所Kier的三角形模型在这里指的是AH.B和G另外,在Titi模型中,D起着较重要的作用,而E1,E2和xH,y的作用较小一些.在这一模型的指导下,Titl研究小组合成了一个叫Sucrononic酸的化合物.其甜度为蔗糖的20000倍.其中:AH=NH(ph).B=co2一.G:cyc|onony|.D=CN一.1969年,人们在研究抗溃疡药物时发现了甜昧剂天门冬氨酰苯并氨酰甲酯f(简称ASP.Aspa).它属于二肽化合物,不久Adf]合成了1000多种的类似甜味化合物.作为二肽类化合物,天门冬氡酰苯并氯酰甲酯象其他蛋白质一样在体内代谢.代谢过程中放出的热量与糖类,蛋白质相同.约16J/g.ASP的甜度第4期张士国甜昧化合物的甜味理论与受体模型研究进展3l是蔗糖的20O倍,所以ASP是有营养价值的低热量甜味剂.Mazur研究小组在研究ASP及其类似化合物的甜味与结构的关系的过程中,发现高甜度的甜味化合物所需的结构特征,这是迄今为止研究较为透彻的甜图3Tinti—Noffe甜味剂活性{日象模型味化合物要使二肽衍生物具有甜味.必须具备下述条件:(a)肽的氨基必须是天门冬氨酸.其一羧基及氨基必须辩离;(6)构成二肽的氨基必须是L型的;(c)与天门冬氨酸相连的氨基酸必须是中性氨基酸;(d)苯并氨酰羧基端必须酯化.此外.甜味强弱与酯基分子量大小有关.酯基分子量小的甜味强.二肽衍生物本身分子量大甜睐弱由此,构建了二肽类甜味化合物的药效模型3甜味物质的定量构效关系研究(QSAR)[]自1964年Hansch和Fujita提出了用物质的物理,化学性质与其生物活性进行统计相关分析的方法即定量构效关系或QSAR的概念后,Deutsch和Hansh就将这一方法用于一系列甜味化合物取代硝基苯胺的研究.他们发现这类化合物的甜度与取代基x的油:水分配系数或取代基的疏水性有很强的相关性.后来有许多其他作者对不同类型的甜味化合物的化学结构与甜度的关系进行了统计分析.文献【5】列出了这一研究中发现的重要理化参数,可以看到,取代基的疏水性,体积在各类化合物中均为重要因素.4受体模型的研究要确定分子以什么样的构象与受体结合.才能得到与受体结合的部位的形状.Temussi及其合作者用NMR方法和构象能量计算方法,研究ASP和其他甜味剂的构象【5].他们得到的受体模型如图4(n)所示.我们可以称上述受体模型为一种"卡通"模型.是因为这种模型过于简单.不能表达出受体的复杂性,这易于使人们产生一种错觉其他研究者也用构象分析的方法研究天冬二肽的构象,用以勾画其受体部位的大小和形状V anderHeijden等人重新解释了Temussi的NMR数据,选择了ASP的另一种构象为活性构象.设计了ASP的受体模型(图4(6)).实际上天冬二肽是非常柔性的,所以有可能存在多种活性构象.()图4可麓的受体模型最近.人们以ASP的脲衍生物和胍基乙酸甜味剂来研究甜味剂的受体模型[.他们用的方法是在活性的化合物分子的周围,将各种原子组合成一个"壳(shel1)将分子包围.选择适当的原子类型,用遗传算32滨州师专第17卷法,计算甜昧分子与受体模型之间的作用能,将作用能与甜昧剂分子的甜度相关联,从而选择合适的受体模型.这种构建受体模型的方法,有可能实现其他甜味剂甜度的定量预测.5结束语几十年来,有关甜味化台物的研究人们付出lr巨大的努力,但取得的成功却较少,尤其是受体模型方面的研究.然而,人们毕竟已发展了许多用于理锵甜味分子与受体作用机制的模型,这些模型有的是数学,生理或由计算机构造的,尽管它们还很不成熟,但在指导新型甜味化合物的合成与筛选方面却起到了一定的积极作用.相信随着实验手段的强化和计算机模拟技术的发展,人们一定能对于甜昧化合物与其受体的作用机制有很清楚的认识,用于指导对甜味剂的选择与合成我们正期待着这一研究的深入开展.参考文献:[1]黄梅丽,江小梅.食品化学[M].北京:中国人民大学出版社,1986.312～315【2]JerryWEllis.OverviewotSweeteners[_J],JournalofChemicalEducation,1995,72(8): 671～675.[3]Tinti】M,NofreC.MolecularDesignandChemoreceprion[C]WanshingtonDC:AmericanChemi calSociety,1991.206～207,[4]CrosbyGA.TheDesignofSyntheticSweeteners[A].AriensEJDrugDesign[C].NewY or k:AcademicPress,1979.215--305.[5]ingModelstOUnderstandandDesignSweeteners[J】JournalofChemicalEducation,1995.72(8):680～683AdvancementonSweetnessTheoryandModelofSweetener'SReceptorZhangShi—guo(BinzhouTeachersCollege,Binzhou256604,China)Abstract:Theadvancementofsweetenershasbeenreviewedinthispaper,includingthevariet yofsweet—eners,QSARstudy,thesweetnesstheoryandthemodelofsweetener'Sreceptor,ItispointedOUtthatallthefieldsmentionedaboveshouldbedevelopedm.quicklyastheadvancementofexperimentme thodsandCOID-一purersimulation.Keywords:sweetener;sweetnesstheory;modelofsweetener'sreceptor;review。

甜味受体的营养研究进展及其基因表达调控李振远;李方方;张勇;黄铁军;朱宇旌【摘要】甜味受体(T1R2/T1R3)属于G蛋白耦联受体(GPCR)C家族的成员,是一种通过非共价键结合且具有7个α螺旋跨膜结构域(TMD)和N末端胞外结构域(NTD)结构的异源二聚体.甜味分子通过与T1R2/T1R3上的关键结合位点相互作用,使T1R2/T1R3由失活状态的收缩构象变为激活状态的展开构象,并经由环腺苷酸(cAMP)途径和三磷酸肌醇/二酯酰甘油(IP3/DAG)途径,最终引起胞内游离钙离子(Ca2+)浓度的上升和甜味细胞膜的去极化,产生甜味味觉信号并传导至甜味味觉传入神经丛,最后传导至大脑皮层味觉神经中枢,感知味觉.文章综述了T1R2/T1R3的生物学特征、甜味信号的转导机制、T1R2/T1R3的基因表达调控和反馈调节以及前景展望.【期刊名称】《养猪》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】5页(P25-29)【关键词】甜味受体;甜味剂;磷脂酶C-β2;环腺苷酸;三磷酸肌醇;二酯酰甘油【作者】李振远;李方方;张勇;黄铁军;朱宇旌【作者单位】沈阳农业大学畜牧兽医学院,辽宁沈阳 110866;沈阳农业大学畜牧兽医学院,辽宁沈阳 110866;沈阳农业大学畜牧兽医学院,辽宁沈阳 110866;乐达香味剂有限公司,广东广州 510000;乐达香味剂有限公司,广东广州 510000;沈阳农业大学畜牧兽医学院,辽宁沈阳 110866【正文语种】中文【中图分类】S816.7在自然界中，动物能感受到的最基本味感有5种，分别是甜、苦、咸、酸、鲜。

2015年，科学家又发现了第6种基本味感—肥。

而动物所感受到的其它味觉都是基本味感相互叠加衍生的。

在这些基本味觉中，动物对甜味的偏食性最高，而动物对甜味的识别是通过口腔内味蕾受体细胞膜上的甜味受体（taste1receptor2and3,T1R2/T1R3）来实现的[1]。

甜味剂的呈味机理甜味是一种令人愉悦的感官，它与人类的营养和健康息息相关。

自文明伊始，人类对甜味物质的发掘以及对甜味机理的探索，就从未停止。

随着越来越多的甜味物质被发现（包括能为机体供能的糖类、氨基酸、多肽等，以及不能为机体供能的甜味剂，如糖精、阿巴斯甜、安赛蜜等），甜味机制也逐步被揭示：从最初简陋的AH-B配体理论，到如今被学界广泛采纳的甜味物质受体-G蛋白偶联机制，科技的日新月异使得甜味机制仍在不断完善中。

根据现有的生物学理论模型，甜感的实质就是：甜味物质刺激感觉器官后，激发一系列化学反应通路，最终产生并传入神经系统的一类跨膜电位（即电信号）。

换言之，人类所感知的甜，在科学试验中会以电位（即电信号）这样的数据形式得以展现；而在甜味试验中所检测到的电位（即电信号），在人的感知系统中，表达为甜感。

因此，针对甜感机制的研究，无非遵循如下三个步骤：（1）设置甜味物质与感觉器官或细胞组织（如味蕾细胞，小肠细胞等）的接触；（2）经甜味物质刺激后，检测器官或组织内细胞产生的一系列化学变化，即细胞内各种物质的生成、消失、升高、降低或转化（比较常见的化学反应有磷酸化反应、去磷酸化反应、Na+、Ca2+等离子的跨膜转运、神经递质的生成等）；（3）监测细胞内化学反应的同时，检测传入神经系统的跨膜电位，并扫描脑部区域的变化。

而上述研究模式所导出的研究结果，即所谓的机制，也无非就包含如下三个要点（1）甜味物质与感觉器官或细胞组织相接触时，首先与什么物质相结合？即甜味物质的受体是什么？（2）甜味物质与其相应的受体结合后，所触发的一系列化学反应是怎样的？即化学反应通路是什么？（3）经过一系列的化学反应，跨膜电位（即电信号）是如何生成并传入神经系统的，以及大脑的哪个部位因甜味物质的刺激而发生了活跃的变化？其实，不仅限于甜感，酸感、咸感、苦感、性快感、优越感、落寞感、悲凉感、存在感等等任何感觉，如果你想用科学的方式去解读，都遵循上述研究模式。

味觉受体研究现状味觉系统在动物维持内环境的稳定方面起到了重要的作用，甜味、鲜味、苦味的受体被认为是G蛋白偶联受体家族的成员T1R和T2R，而咸味和酸味的受体及其信号转导机制还存在一定争议，本文就当前味觉的研究进展作一综述。

标签：味觉细胞、味觉受体、信号转导C动物的味觉负责监控食物的安全，以避免将那些有害物质摄入体内。

各种复杂的味覺是由酸、甜、苦、咸和鲜五种基本的味觉构成的。

最近的分子生物学研究已经报道了5种味觉的潜在受体，大致分成两种：G蛋白偶联受体（G-protein coupled receptors，GPCRs）和离子通道型受体。

1 甜味、鲜味和苦味甜、鲜和苦味的信号转导均由七次跨膜的GPCRs和第二信使信号级联。

甜味和鲜味化合物的味觉受体T1R，也称作I型受体。

T1R2与T1R3形成异质二聚体T1R2+T1R3，被各种甜味剂激活，例如糖类、人工甜味剂、糖蛋白等；而鲜味则由T1R1和T1R3形成的异质二聚体T1R1+T1R3被谷氨酸盐（人类）和氨基酸（小鼠）激活[1]。

苦味由T2R 调节，也称作II型受体，同意以异源二聚体的形式发挥作用，目前已知人类中共有25种T2R亚型表达[2]。

虽然这三种味觉由不同的GPCRs 调节，但是却采用了共同的信号通路-磷脂酰肌醇信号通路。

当受体被激活后，胞内Ca2+浓度升高[3]，细胞膜上的下游受体TRPM5离子通道被相继激活，从而使味觉细胞去极化产生动作电位。

近年来发现，T1R2+T1R3在下丘脑内也有分布，提示这些受体可能在中枢神经系统中起到了调节糖类吸收和代谢的作用[4]。

同时甜味受体还可以通过视觉、听觉和嗅觉来调节味觉信号的转导。

Kim MJ等在2015年首次报道了五种鲜味肽（Glu-Asp，Glu-Glu，Glu-Ser，Asp-Glu-Ser，and Glu-Gly-Ser）能够明显减弱水杨苷（苦味物质）引起的表达了人苦味受体hTAS2R16的细胞内钙内流[5]，提示鲜味肽可能通过苦味受体来抑制苦味的传导。

甜味剂的研究进展随着生活水平的日益提高，现在有相当一部分人，要求食品低热量、能减肥、利于身体健康，更有一些糖尿病患者不能吃糖，所以追求无糖或低糖食品；而生产方为了进一步降低成本，或使食品甜味更协调、更柔和，也纷纷大量使用甜味剂，相应地市场上出现了各种各样的甜味剂品种。

、甜味剂概述:通常我们说的甜味剂就是赋予食品甜味的食品添加剂。

甜味剂是发展较快、销售很活跃的一类添加剂。

最基本的甜味剂是一些甜味料，不同的甜味料具有不同的甜味和功能特性，对产品的色泽、香味、形态、质量和保存有重要影响。

常见的甜味料有：砂糖、转化糖浆、葡萄糖浆、麦芽糖浆、果葡糖浆、淀粉糖等。

由于甜味剂的应用相当广泛，食品学家们对它进行了深入的探索，其中发现并开发新型甜味剂无疑是研究的重点和热点，一般来说甜味剂分为化学合成甜味剂和天然甜味剂。

此外甜味剂还可分为营养型和非营养型。

营养型甜味剂是指与蔗糖的甜度相等的含量，其热值相当于蔗糖的2%以上者，主要包括各种糖类和醇糖类；营养型甜味剂的相对甜度，除果糖、木醇糖等外，一般低于蔗糖。

非营养型甜味剂是指与蔗糖甜度相等时的含量，其热值低于蔗糖的2%以上者。

不同的甜味剂各有所长，而理想的甜味剂应具备以下特点：很高的安全性；良好的味觉；较高的稳定性；较好的水溶性；较低的价格。

能完全达到这几点要求的单一甜味剂目前并不存在。

由于每一种甜味剂其甜味的口感和质感与蔗糖都有区别，且用量大时往往会产生不良风味和后味，因此我们使用的许多甜味剂都不是单一的，而是由多种成分复合而成。

复合甜味剂的优点有：1•协同增效，降低成本。

2•消除单一甜味剂的副作用，改善口感。

3.提高甜味剂的甜味稳定性。

4.开发功能性甜味剂。

复合甜味剂是甜味剂发展的趋势所在，对单一的新型甜味剂的开发又正是发展复合当天基础和前提。

如果这两方面的研究能取得更好的成效，我们有理由相信甜味剂的明天会更加美好。

、甜味剂的作用:(1)口感：甜度是许多食品的指标之一，也是任何人都能接受的味道。

植Array物资源学班级：农学122姓名：李家豪野生甜味剂植物资源的研究进展摘要：目的:介绍野生甜味剂植物有效成分及其功能主治，了解野生甜味剂植物的有效成分及药理作用方面的研究进展。

为深入研究野生甜味剂植物提供参考。

方法：对近几年来国内外期刊中有关野生甜味剂植物的文献进行检索和综述。

结果：总结了野生甜味剂植物的经济价值及药用价值。

结论:野生甜味剂植物是一类具有巨大开发潜力的植物资源。

关键词：甜味剂；安全；植物资源；品种；寻找甜味剂是食品工业和医疗保健商业的重要原料，由于合成的甜味剂如糖精等对人体有毒害已被许多国家禁止或限制使用，而蔗糖过多使用则造成龋齿、肥胖、心脏病和糖尿病等病害，促使人们从植物中寻找安全、低能量、幼稚一、而廉价的天然甜味剂，筛选可利用的甜味植物资源。

甜味植物在我国分布广泛，品种繁多。

主要分属于10余科：豆科、棕榈科、菊科、葫芦科、白花菜科等。

要发现具有良好的甜味兼有经济性和安全性的新型甜味剂并非容易。

现已发现并进行研究的甜味植物约有20多种，如竹芋科植物、防己科植物、赤铁科植物、豆科植物：(光叶甘草)、葫芦科植物：(罗汉果)、菊科植物(甜叶菊)、.唇形科植物(白云参)、蔷薇科植物(甜叶悬钩子)、马鞭草科植物、山矾科植物、壳斗科植物(木羌柯)、葡萄科植物、胡桃科植物(黄杞)等。

很难以植物分类学作为寻找植物甜味剂的依据。

本文拟简述这方面国内外的发展情况，为开发利用野生甜味植物资源提供参考。

1分类1.1糖甙类我国这类甜味植物资源丰富，民间也早已应用。

天然甜味剂具有口感好，安全等特点。

属于这类甜味植物的有甜叶菊、掌叶悬钩子、假秦艽、罗汉果、甘草、多穗柯等。

1.2糖醇类此类的甜味剂与蔗糖相似，系低热量的甜味剂。

如：野甘草中的木糖醇，国外已经大量用于糖尿病及肥胖症等病人的饮食中。

山梨醇广泛存在于植物之中，其甜味是蔗糖的一半，在食品中有广泛的用途。

还有麦芽糖醇。

甜度接近蔗糖，摄入人体后能与蔗糖同样代谢，但热能低，血糖值不上升，不增加胆固醇，是良好的疗效食品甜味剂。