Onderzoekers hebben de belangrijkste moleculaire mechanismen geïdentificeerd die aan het werk zijn wanneer mensen muskus ruiken, een zeer gewaardeerde groep fixeermiddelen die in veel parfums en colognes wordt gebruikt. De ontdekking kan implicaties hebben voor een breed scala aan effecten op de stemming en het gedrag van gewervelde dieren, zeiden de wetenschappers.

Het onderzoek is de laatste stap in de voortdurende wetenschappelijke verkenning van hoe menselijke geur begint op moleculair niveau - een ingewikkelde, chemisch proces dat wetenschappers lang is ontgaan. Een door Yale geleide onderzoeksgroep beschreef de bevindingen in een studie die op 9 april online in het tijdschrift werd gepubliceerd Proceedings van de National Academy of Sciences .

"Onze computationele structurele modellen van olfactorische receptoren hebben geleid tot mutagenese-experimenten en hebben inzicht gegeven in de interacties die verantwoordelijk zijn voor musk-binding, " zei Victor Batista, een scheikundeprofessor aan Yale en een van de hoofdonderzoekers van het onderzoek. Batista is ook lid van het Energy Sciences Institute op de West Campus van Yale.

Batista en zijn collega's zijn voorstanders van een theorie dat geur wordt geïnitieerd door specifieke moleculaire interacties tussen geurstoffen en G-eiwitgekoppelde receptoren (GPCR's) in het reukepitheel in de neusholte, herinneringen oproepen en reacties uitlokken op basis van ervaringen met die geur. Eerder onderzoek door de groep identificeerde twee olfactorische receptoren bij mensen, OR5AN1 en OR1A1, die reageren op muskverbindingen.

Hoewel muskus veel wordt gebruikt in parfums en in de traditionele Chinese geneeskunde, er is weinig bekend over hoe ze werken op moleculair niveau tijdens reuk. dergelijke kennis, let op de onderzoekers, zou de studie van de farmacologische effecten van musk kunnen helpen bevorderen.

De onderzoekers ontwikkelden structurele modellen van OR5AN1 en OR1A1 op basis van kwantummechanica/moleculaire mechanica hybride methoden, een moleculaire simulatiemethode die de studie van chemische processen in oplossing en in eiwitten mogelijk maakt. Deze structurele modellen voorspelden bindingsplaatsen op OR5AN1 en OR1A1 voor een verscheidenheid aan musks.

"Onze bevindingen stellen ons in staat te begrijpen hoe reuk op moleculair niveau werkt, " zei Yale postdoctoraal medewerker Lucky Ahmed, de co-hoofdauteur van de studie.

De onderzoekers ontdekten dat OR5AN1 reageert op macrocyclische en nitromuskverbindingen (twee groepen synthetische musk), terwijl OR1A1 alleen prominent reageert op nitromusks. De onderzoekers identificeerden ook aminozuurresten die helpen bij het bindingsproces.