El sentido del olfato permite navegar por un vasto espacio de moléculas de aromas químicamente diversas. Los receptores de olor en nuestra nariz nos ayudan a distinguir entre los diferentes tipos de olores: agradable, picante, etc. Esta tarea se logra mediante la activación combinatoria de aproximadamente 400 receptores acoplados a proteína G odorante codificados en el genoma humano.
Sin embargo, cómo dicha proteína es reconocida por los receptores de odorantes sigue sin estar claro. Ahora científicos de la Universidad de California en San Francisco (UCSF) han creado, por primera vez, una estructura 3D precisa a nivel molecular de cómo una molécula de olor activa un receptor de olor en humanos.
La investigación, que acaba de publicarse en Nature, se centra en un receptor olfativo, llamado OR51E2, y muestra cómo reconoce el olor del queso a través de ciertas interacciones moleculares que activan el receptor.
“Es básicamente nuestra primera imagen de cualquier molécula de olor que interactúa con uno de nuestros receptores de aromas”, afirmó Aashish Manglik, coautor del estudio y especialista del Departamento de Química Farmacéutica de la Universidad de California.
Los receptores de olores, proteínas presentes en la superficie de las células olfativas que se unen a las moléculas de olor, constituyen la mitad de los tipos de receptores más grandes y diversos en los seres humanos. En la década de 1920, los investigadores predijeron que la nariz humana podía diferenciar alrededor de 10.000 aromas, pero un estudio de 2014 sugiere que podemos distinguir más de un billón.
Cada receptor olfativo solo puede interactuar con un conjunto específico de odorantes, mientras que uno solo de éstos puede activar múltiples de aquéllos. “Esto se puede comparar con tocar una tecla en un piano. En lugar de tocar una sola nota, es una combinación de teclas que se tocan, lo que da lugar a la percepción de un olor distintivo”, indicó Manglik.
El cambio de escenario
Hasta ahora no se comprendía exactamente cómo los receptores olfativos captan olores específicos y los traducen a diferentes variedades en el cerebro. Además, la producción de proteínas de receptores olfativos de mamíferos en el laboratorio sigue siendo un desafío para los investigadores.
Teniendo en cuenta todas estas variables, el equipo de especialistas recurrió al receptor OR51E2. Su elección tuvo que ver con su amplia cantidad de funciones más allá del reconocimiento de olores y porque, junto con las neuronas olfativas, también se encuentra en los tejidos intestinales, renales y prostáticos. “Esta es nuestra forma de alinear las fichas de dominó para comprender cómo empujar un lado del receptor enciende el otro lado”, sugirió Manglik.
El receptor OR51E2 interactúa con dos moléculas odorantes. Uno es acetato, que huele a vinagre y el otro es propionato, que tiene un aroma a queso. Los investigadores descubrieron que esta segunda molécula se une a OR51E2 a través de enlaces iónicos y de hidrógeno específicos, creando lo que se denomina un bolsillo de unión en el receptor. Esta interacción cambia la forma de OR51E2, lo que hace que el receptor se active.
“Para nosotros, esto es solo el comienzo. Ahora tenemos nuestro primer punto de apoyo, el primer vistazo de cómo las moléculas del olor se unen a nuestros receptores odoríferos. Los científicos han soñado durante mucho tiempo con construir un atlas molecular de receptores olfativos que mapee sus estructuras químicas y qué combinaciones corresponden a aromas particulares. Pero eso ha estado fuera del alcance de la ciencia hasta ahora”, concluyó Manglik.
De la presente investigación también participaron Christian B. Billesbolle, Claire A. de March, Wijnand JC van der Velden, Ning Ma, Jeevan Tewari, Claudia Llinas del Torrente, Bryan Fausto, Nagarajan aidehi y Hiroaki Matsunami
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