¿Cómo discriminan los receptores olfativos los olores? 🌸

Para avanzar en la comprensión de la olfacción, visualizar la unión del odorante con los receptores olfativos sigue siendo un desafío.

Al resolver la estructura de los receptores olfativos, un equipo de científicos franco-estadounidenses pudo mostrar cómo se unen a las moléculas odorantes y cuáles son los mecanismos de activación asociados*. Resultados publicados en la revista Nature que podrían encontrar aplicaciones en la perfumería y la agroalimentación, pero también en la industria farmacéutica.


Nuestro sentido del olfato se basa en la interacción entre las moléculas odorantes que inhalamos y unas proteínas llamadas "receptores olfativos". Durante mucho tiempo, estos receptores han sido cajas negras cuya estructura tridimensional a escala atómica era desconocida para nosotros. Sin embargo, para avanzar en la comprensión de la olfacción, visualizar cómo la molécula odorante se une al receptor es un paso imprescindible.


En 2023, se publicó por primera vez la estructura de un receptor olfativo humano en Nature. Era la de un receptor de clase I, una clase que representa el 16 % de nuestros receptores especializados en la detección de ácidos carboxílicos**.

La estructura de los receptores olfativos de clase II, que representan el 84 % de nuestros receptores y que utilizamos para percibir casi todas las moléculas odorantes que detectamos, permanecía desconocida hasta hoy. Por una razón muy simple: en los humanos o en otros mamíferos, estos receptores no se expresan (se producen) en cantidades suficientes como para permitir elucidar su estructura. Esta baja expresión ha dificultado durante mucho tiempo la determinación estructural de los receptores olfativos, lo que ha hecho que su estudio sea particularmente complicado hasta ahora.

Para superar esta dificultad, científicos del Instituto de Química de Sustancias Naturales (CNRS) y de la Universidad Duke construyeron secuencias*** de receptores olfativos denominadas "de consenso" a partir del conjunto de las secuencias de una subfamilia de receptores olfativos presentes en nuestra nariz.


Para ello, seleccionaron, para cada una de las 350 posiciones, el aminoácido más frecuentemente observado en el conjunto de los receptores de esta subfamilia. Producidos en cantidad suficiente, estos receptores de consenso, "modelos" de una familia de receptores olfativos, les permitieron obtener cuatro nuevas estructuras experimentales de receptores olfativos, de las cuales tres estructuras corresponden a receptores de clase II unidos a moléculas odorantes variadas.

Estas estructuras revelan que los receptores olfativos de clase I y clase II utilizan modos distintos para unirse a las moléculas odorantes y emplean diferentes mecanismos de activación. Los receptores de clase I utilizan un mecanismo de activación sencillo. Un único aminoácido, presente en todos los receptores de esta clase, está implicado en la detección de los ácidos carboxílicos.


En cambio, los receptores de clase II, que se unen a moléculas mucho más diversas, requieren varios aminoácidos distribuidos a lo largo de toda su cavidad para detectar estas diferentes moléculas odorantes.

Estos resultados tendrán un impacto en nuestra comprensión de la percepción de los olores y encontrarán aplicaciones en los campos de la perfumería y la agroalimentación. Pero no solo eso. También podrían interesar a los farmacólogos, ya que algunos de estos receptores olfativos se expresan en muchos tipos de células fuera de nuestro sistema olfativo y parecen desempeñar un papel en la proliferación de varios tipos de cáncer.

Notas:

* Un mecanismo de activación asociado a un receptor olfativo describe el proceso mediante el cual una molécula odorante se une a un receptor olfativo, desencadenando una cascada de reacciones dentro de la neurona sensorial que culmina en la percepción de un olor.

** Los ácidos carboxílicos son grupos R-COOH que se encuentran en el queso, el coco, algunas frutas, el vinagre y muchos aceites animales o vegetales.

*** Cada receptor olfativo está constituido por una secuencia de aproximadamente 350 aminoácidos.

Redactor: CCdM

Referencia:

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.

Fuente: CNRS INC