最近，《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）在線發(fā)表了我院細胞分化與凋亡教育部重點實驗室莊寒異博士課題組的研究論文“Crucial role of copper in detection of metal-coordinating odorants”（Proc. Natl. Acad. USA, DOI: 10.1073/pnas.1111297109）,。
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(huán)境信息等方面有重要作用,。然而，作為嗅覺感知第一步的嗅覺受體識別相應(yīng)氣味分子的具體機理至今尚很不清楚,。細胞分化與凋亡重點實驗室的研究生段旭芳,、李震等在莊寒異研究員的指導(dǎo)下，與美國杜克大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)家Hiroaki Matsunami博士,、紐約州立大學(xué)奧伯尼分校的有機化學(xué)家Eric Block博士以及賓夕法尼亞大學(xué)Minghong Ma博士等課題組的通力合作,，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。他們也發(fā)現(xiàn),，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(nèi)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(yīng)性的增強或減弱,，而常出現(xiàn)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(fā)揮增強效應(yīng)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(xué)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(fù)了對MTMT的辨別能力。此外,，該研究還結(jié)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(qū)的His 105作為銅離子結(jié)合的殘基，調(diào)節(jié)受體與MTMT-銅離子復(fù)合體相互識別的作用機制模型,。這些研究成果是交叉科學(xué)研究的一個成功范例,，由化學(xué)家和生物學(xué)家一起第一次確立了金屬離子在氣味感知過程中有關(guān)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(lián)受體的靶向藥物也有一定的理論和應(yīng)用價值,。
該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金，上海市浦江人才計劃,，上海市晨光計劃等基金的資助,。
