Les protéines récepteurs, exprimées à la surface cellulaire ou à l'intérieur de la cellule, se lient à différentes molécules de signalisation, appelées ligands, initiant des réponses cellulaires. Les récepteurs du goût, exprimés dans les tissus buccaux, interagissent avec les dégustations, les molécules responsables de la sensation de goût. Les récepteurs du goût amer (T2R) sont responsables de la sensation de goût amer. Cependant, en dehors du tissu oral, ces récepteurs sont également exprimés dans les cellules neuropodes du tractus gastro-intestinal, qui sont responsables de la transmission de signaux de l'intestin au cerveau. Ainsi, les T2R pourraient jouer un rôle crucial dans le maintien de l'axe du cerveau intestinal.
25 types de T2R humains ont été identifiés à ce jour. Cependant, en raison de certaines complexités, la structure de la plupart de ces récepteurs n'est pas encore élucidée. Ces derniers temps, les modèles de prédiction basés sur l'IA ont été utilisés pour comprendre la structure des protéines avec précision. Auparavant, un modèle basé sur l'intelligence artificielle (AI) lauréate du prix Nobel, Alphafold2 (AF2), a été utilisé pour déchiffrer les structures de T2R. Cependant, avec les progrès de la technologie, le modèle a été mis à jour dans sa dernière version, Alphafold3 (AF3). Le dernier modèle permet une prédiction structurelle plus détaillée par rapport à la version précédente.
Par conséquent, dans cette étude, un groupe de chercheurs, dirigé par le professeur Naomi Osakabe de Shibaura Institute of Technology, a décidé d'analyser la structure des T2R en utilisant le modèle AF3 et de comparer la précision avec les résultats de l'étude de prédiction basée sur l'AF2 et des structures à trois dimensions disponibles des deux T2R, T2R14 et T2R46. « L'expression des récepteurs du goût amer dans le tractus gastro-intestinal indique qu'ils sont impliqués dans le maintien de l'axe du cerveau intestinal, de la tolérance au glucose et de la régulation de l'appétit. Par conséquent, la compréhension de la structure peut fournir un meilleur aperçu de sa fonction ». a mentionné le professeur Osakabe comme la principale motivation derrière cette étude. Le journal a été mis à disposition en ligne le 14 juillet 2025 et a été publié dans le volume 11 de la revue Recherche actuelle en science alimentaire Le 22 juillet 2025. Cet article a été co-écrit par Takafumi Shimizu et Rio Ohno, de l'Institut de technologie Shibaura, et le professeur Vittorio Calabrese, de l'Université de Catane.
Les chercheurs ont obtenu les séquences d'acides aminés de tous les T2R humains de la base de données Uniprot et ont utilisé le modèle AF3 pour prédire leurs structures tridimensionnelles. À titre de comparaison, les données de prédiction AF2 précédemment générées ont été récupérées à partir de la base de données AlphaFold. Les structures déterminées expérimentalement de T2R14 et T2R46 provenaient de la banque de données protéiques (PDB). Divers outils logiciels ont été utilisés pour la visualisation de la structure, l'alignement et l'évaluation de la précision.
L'analyse a révélé que l'AF3 a fourni des prédictions structurelles systématiquement plus précises que l'AF2. Pour T2R14, les prédictions ont été complétées contre 115 structures cryo-EM, et l'AF3 a montré l'accord plus élevé avec les données expérimentales. De même, pour T2R46, les comparaisons avec trois structures résolues expérimentalement ont confirmé que l'AF3 avait atteint la correspondance la plus proche dans tous les cas.
Des similitudes dans la structure des T2R ont également été analysées pour cette étude. Pour ces récepteurs, une partie de la protéine reste à l'intérieur de la cellule, connue sous le nom de région intracellulaire, tandis qu'une autre partie reste en dehors de la cellule (région extracellulaire). L'interaction avec les molécules de signal se produit dans la région extracellulaire. L'étude a démontré qu'il existe plus de similitudes structurelles et de cohérences entre les régions intracellulaires des T2R. La région extracellulaire des récepteurs montre une variation structurelle significative. « Le regroupement des protéines est basé sur leur similitude structurelle et leur dissimilarité. Sur la base de nos résultats, nous avons divisé les T2R en trois clusters différents, » Les États du professeur Osakabe. Ces modèles peuvent aider les chercheurs à comprendre comment fonctionnent les T2R et pourquoi certains récepteurs réagissent à des composés spécifiques.
La structure des T2R leur permet probablement de reconnaître les milliers de substances amères différentes via l'interaction avec une autre protéine G spécifique au récepteur du goût, α-gustducine. « Avec l'implication des récepteurs dans la détection des dégustations amères et le maintien de l'axe du cerveau intestinal, cela peut jouer un rôle important dans la santé et la recherche pharmaceutique, ciblant spécifiquement les maladies de style de vie comme le diabète », « mentionné le professeur Osakabe, expliquant l'importance de cette étude. Des recherches supplémentaires, se concentrant sur la relation entre la séquence et la structure des T2R et la façon dont la perception individuelle du goût varie, contribuera à une compréhension plus complète de la fonction T2R.
