Ao resolver a estrutura dos receptores olfativos, uma equipe franco-americana de cientistas conseguiu demonstrar como eles se ligam às moléculas odorantes e quais são os mecanismos de ativação associados*. Resultados publicados na revista Nature, que podem ter aplicações na perfumaria e na indústria alimentícia, além de potenciais usos na indústria farmacêutica.
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Nosso sentido do olfato baseia-se na interação entre as moléculas odorantes que inalamos e proteínas chamadas "receptores olfativos". Esses receptores foram por muito tempo caixas-pretas, cuja estrutura tridimensional em escala atômica era desconhecida. No entanto, para avançar na compreensão da olfação, visualizar como a molécula odorante se liga ao receptor é um passo essencial.
Em 2023, a primeira estrutura de um receptor olfativo humano foi publicada na Nature. Tratava-se de um receptor de classe I, uma classe que representa 16% de nossos receptores especializados na detecção de ácidos carboxílicos**.
A estrutura dos receptores olfativos de classe II, que representam 84% de nossos receptores e que utilizamos para perceber quase a totalidade das moléculas odorantes que detectamos, permanecia até hoje desconhecida. Por uma razão muito simples: nos humanos ou em outros mamíferos, esses receptores não são expressos (produzidos) em quantidade suficiente para que sua estrutura possa ser elucidada. Essa baixa expressão há muito tempo dificultava a determinação estrutural dos receptores olfativos, tornando seu estudo particularmente desafiador até hoje.
Para contornar essa dificuldade, cientistas do Institut de chimie des substances naturelles (CNRS) e da Duke University construíram sequências*** de receptores olfativos chamadas de "consenso" a partir de todo o conjunto de sequências de uma subfamília de receptores olfativos presentes em nosso nariz.
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Para isso, eles selecionaram, para cada uma das 350 posições, o aminoácido mais frequentemente observado no conjunto dos receptores dessa subfamília. Produzidos em quantidade suficiente, esses receptores consenso, "modelos" de uma família de receptores olfativos, permitiram que obtivessem quatro novas estruturas experimentais de receptores olfativos, incluindo três estruturas de receptores de classe II ligados a moléculas odorantes variadas.
Essas estruturas revelam que os receptores olfativos de classe I e classe II utilizam modos distintos de ligação às moléculas odorantes e diferentes mecanismos de ativação. Os receptores de classe I utilizam um mecanismo de ativação simples. Apenas um aminoácido, presente em todos os receptores dessa classe, está envolvido na detecção dos ácidos carboxílicos.
Por outro lado, os receptores de classe II, que se ligam a moléculas muito mais diversas, necessitam de vários aminoácidos, distribuídos por toda a sua cavidade, para detectarem essas diferentes moléculas odorantes.
Resultados que terão impacto na nossa compreensão da percepção de odores e que encontrarão aplicações nos domínios da perfumaria e da indústria alimentícia. Mas não só. Eles também podem interessar aos farmacologistas, já que alguns desses receptores olfativos são expressos em muitos tipos de células fora do nosso sistema olfativo e parecem desempenhar um papel na proliferação de diversos tipos de cânceres.
Notas:
* Um mecanismo de ativação associado a um receptor olfativo descreve o processo pelo qual uma molécula odorante se liga a um receptor olfativo, desencadeando uma cascata de reações dentro do neurônio sensorial que resulta na percepção de um odor.
** Os ácidos carboxílicos são grupos R-COOH encontrados no queijo, no coco, em algumas frutas, no vinagre e em diversos óleos animais ou vegetais.
*** Cada receptor olfativo é constituído por uma sequência de cerca de 350 aminoácidos.
Redator: CCdM
Referência:
Engineered odorant receptors illuminate the basis of odour discrimination
Nature 2024 - https://www.nature.com/articles/s41586-024-08126-0
DOI: 10.1038/s41586-024-08126-0.