UC San Francisco’daki (UCSF) bilim insanları, koku molekülünün insanlardaki koku reseptörünü nasıl etkinleştirdiğine dair bir 3D görüntü elde etti.

Koku moleküllerini beyindeki koku alma hücrelerine bağlayan proteinlere “koku reseptörleri” denir. Bu reseptörler, vücudumuzdaki en büyük ve en çeşitli reseptör ailesinin yarısını oluşturur.Bunların daha derin bir şekilde anlaşılması, bir dizi biyolojik süreç hakkında yeni bilgilerin yolunu açar.

15 Mart 2023’te Nature dergisinde çevrim içi olarak yayımlanan bulgular; parfümler, gıda bilimleri ve ötesi hakkındaki çıkarımlarla koku bilimine olan ilgiyi yeniden canlandırmaya hazır.

Farmasötik kimya alanında Doçent Dr. Aashish Manglik, konu hakkında şu açıklamalarda bulundu: “Binlerce koku molekülünün yüzlerce koku reseptörü ile etkileşimlerini haritalandırmak hayalimizdi. Böylece, herhangi bir kimyager bir molekül tasarlayabilir ve nasıl kokacağını tahmin edebilir.”

Koku, yaklaşık 400 benzersiz reseptör içerir. Tespit edilebilen yüz binlerce kokunun her biri, farklı koku moleküllerinin karışımından oluşur. Her bir molekül türü, bir dizi reseptör tarafından algılanabilir. Bu durumda burun, yeni bir şeyin kokusunu her aldığında beyin için çözmesi gereken bir bilmece yaratmış olur.

Manglik’in ekibi, çalışmalarında atomik yapıyı görmelerine ve proteinlerin moleküler şekillerini incelemelerine olanak tanıyan, kriyo-elektron mikroskobu (kriyo-EM) adı verilen bir görüntüleme türü kullandı.

Araştırma ekibinin, koku reseptörünün bir koku molekülüne bağlandığını görselleştirmeden önce, yeterli miktarda reseptör proteinini saflaştırmaları gerekti.

Ekip, bunu yapay olarak yapmanın daha kolay olabileceğini düşünerek hem vücutta hem de burunda bol miktarda bulunan ve suda çözünen kokuları da tespit edebilen bir koku reseptörü aradılar.Bunun için OR51E2 adı verilen reseptörde karar kılındı. Bu reseptöre bağlanabilen propiyonat molekülü (İsviçre peynirinin kokusuna katkı sağlayan bir molekül) ile reseptör arasında bağlantı sağlandı.

Manglik, konu hakkındaki açıklamalarını şu şekilde sürdürdü: “Bu reseptör, propiyonatı algılama konusuna oldukça odaklı ve yiyeceklerin bozulduğunu belli etmek için evrilmiş olabilir.”

Araştırma ekibi, propiyonatın bu reseptörü nasıl aktive ettiğini araştırmak için City of Hope’tan, fizik tabanlı yöntemler kullanan biyolog Nagarajan Vaidehi’yi görevlendirdi.

Vaidehi, propiyonatın reseptörde atomik düzeyde bir şekil değişikliğine nasıl neden olduğunu anlamak için bilgisayar simülasyonları kullandıklarını ifade ederek sözlerini şu şekilde sürdürdü: “Bu şekil değişiklikleri, koku reseptörünün koku duyumuza yol açan hücre sinyal sürecini nasıl başlattığı üzerinde kritik bir rol oynuyor.”

Manglik, yeni kokuların tasarlanabileceği bir gelecek hayal ettiğini ifade ederek sözlerini şu şekilde noktaladı: “Yıllardır bu sorunu çözmenin hayalini kuruyoruz. Koku moleküllerinin koku alıcılarımıza nasıl bağlandığını ilk kez görüyoruz.   Bizim için bu sadece başlangıç.”

Derleyen: Tuğba Akkesen