莊寒異等發現金屬離子在氣味感知中具關鍵作用
      近日，《國家*院刊》（PNAS）發表了上海交通大學醫學院莊寒異課題組和美國杜克大學等處的研究人員的成果，他們在嗅覺受體中篩選到了金屬離子特異性識別受體，從而確立了金屬離子在氣味感知過程中有關鍵性的作用。

嗅覺在哺乳動物的個體間相互識別和信息交流以及獲取社會環境信息等方面有重要作用。然而，作為嗅覺感知*步的嗅覺受體識別相應氣味分子的具體機理至今尚很不清楚。

通訊作者是上海交通大學莊寒異博士，以及杜克大學的神經生物學家Hiroaki Matsunami博士，參與研究的還包括紐約州立大學奧伯尼分校的有機化學家Eric Block博士以及賓夕法尼亞大學Minghong Ma博士等課題組。莊寒異博士自回國以來就受到關注，因為她是上海zui年輕的“東方學者”（上海高校特聘教授）、交大醫學院zui年輕的博導，而且她曾在上報道了人類特異性嗅覺缺失的分子機制。

在這篇文章文章中，研究人員首先通過體外實驗，從219種小鼠嗅覺受體中篩選出MOR244-3為MTMT（甲硫基甲硫醇）的特異性識別受體，并且從超過130種不同類型的氣味分子中鑒定出MOR244-3特異性識別的一些含硫化合物，包括硫醇、硫化物及硫代羧基等。

研究人員還發現，在添加銅離子或銅離子螯合劑（tetraethylenepentamine，TEPA）的體外異源細胞實驗體系和體內電生理實驗中，這個受體被硫醇類等氣味分子的激活程度都分別有劑量效應性的增強或減弱，而常出現在金屬蛋白中的其它金屬離子，如鋅、鐵、鎳、鈷等都沒有這樣的作用。而且，發揮增強效應的銅離子濃度很小且與嗅覺組織中所檢測的銅離子濃度差不多。在小鼠嗅覺辨別能力的行為學測試中，往鼻子中注入TEPA的小鼠特異性地尚失了對MTMT的辨別能力，而隨著TEPA的被代謝清除，幾天后這些小鼠又都恢復了對MTMT的辨別能力。

除此之外，研究人員還結合定點突變和同源建模等方法，提出位于受體MOR244-3第三跨膜區的His 105作為銅離子結合的殘基，調節受體與MTMT-銅離子復合體相互識別的作用機制模型。這些研究成果是交叉科學研究的一個成功范例，由化學家和生物學家一起*次確立了金屬離子在氣味感知過程中有關鍵性的作用，促使人們重新思考配體-受體相互作用的整個過程，并且對探索類似的G蛋白偶聯受體的靶向藥物也有一定的理論和應用價值。

嗅覺受體類似于人體的“氣味接收器”，人之所以能聞到氣味，是因為有氣味的物質“激活”了位于鼻子里嗅上皮中的嗅覺受體，嗅覺受體產生電信號，并把它傳到大腦。人體約有400個基因“編譯”不同的嗅覺受體，這占到人體總基因數的很大一部分。由于絕大多數氣味是由多種氣體分子組成，每種氣體分子能“激活”相應的多個嗅覺受體，所以盡管嗅覺受體只有400多種，但是產生大量的組合后，人類就能辨識、記憶上萬種不同的氣味。（