Новый поворот в теории запаха

Пока ещё рано говорить о полном подтверждении этой теории, предложенной в середине 90-х биофизиком Лукой Турином (Luca Turin). Но открытие вынуждает остальных учёных воспринимать эту идею более серьёзно.

Механизм "Замок-Ключ". Схематическое изображение.

Большинство учёных считают, что наше обоняние обусловлено рецепторами в носу, которые реагируют на молекулы разных форм, посылая соответствующий сигнал в головной мозг. Молекула и рецептор "подходят" друг к другу как замок и ключ. Такой молекулярный механизм лежит в основе множества процессов распознования нашего организма. Напрмер, на некоторых этапах имунной защиты инородные вирусы или бактерии распознаются по такому же принципу, а язык различает часть оттенков вкуса тоже на основе механизма "замок-ключ".

Лука Турин аргументирует свою идею тем, что запах не очень вписуется в эту картину. Молекулы, котрые имеют почти одинаковую форму, могут сильно отличаться по запаху. И наоборот, молекулы очень разные по структуре могут пахнуть очень похоже. Более того, некоторые химические соединения могут пахнуть по-разному (если не для человека, то для животных) лишь потому, что содержат разные изотопы (атомы одного и того же элемента, которые химически идентичны, но имет разную массу).

Обьяснения Турином этих "пахнущих" фактов породило идею, что "запах-сигнал" в обонятельном белке-рецпторе вызывается не формой молекулы, а её внутренними колебаниями, которые могут способствовать перепрыгиванию электрона между двумя частями рецептора вследствии квантово-механического принципа, называемого тунельный эффект. Это движение электрона и может быть запуском запах-сигнала, который посылается в мозг. Таким образом можна объяснить, почему изотопы пахнут по-разному, так как частоты колебаний таких атомов будут отличаться из-за их разной массы.

По словам Эндрю Хорсфилда (Andrew Horsfield), который с коллегами провёл теоретические расчёты на основе идеи Турина, электронное тунелирование может без сомнений быть вызвано колебаниями - это используется в экспериментальных методах для измерения молекулярных колебаний. Вопрос в том, может ли тоже происходить в носу? Хорсфилду удалось показать, что частота препрыгивания электрона в рецепторе, к которому присоеденелась молекула аромата, занчительно выше, чем в случае "пустого" рецептора. Это указывает на то, что такой способ распознавания запахов теоретически вполне реален. (Результаты будут опубликованы в журнале Physical Reviews)

Источник: News@Nature

Ссылки по теме:

1. Brookes J. C., et al. Preprint, online published at arXiv.org (2006).

1. Turin L., . Chem. Senses , 21 . 773 - 791 (2006).