(R)-(-)-香芹酮等薄荷醇类冷却化合物抑制人类苦味受体TAS2R31/TAS2R43改善人工甜味剂后苦味机制研究

本研究首次揭示(R)-(-)-香芹酮等薄荷醇类化合物通过直接抑制苦味受体TAS2R31/TAS2R43，显著改善糖精与安赛蜜K的人工甜味剂后苦味。该发现突破传统认为三叉神经刺激掩盖苦味的认知，为食品风味设计提供新型靶向抑制剂，尤其凸显(R)-(-)-香芹酮弱冷却特性在食品工业的应用优势。

　　

Abstract

G蛋白偶联受体(GPCR)介导甜、鲜、苦味感知，其中苦味受体TAS2R家族负责识别毒性物质。研究发现糖精与安赛蜜K的人工甜味剂通过激活TAS2R31/TAS2R43产生后苦味，而薄荷醇等三叉神经刺激剂可改善此现象。研究首次证实(R)-(-)-香芹酮等薄荷醇结构类似物能直接抑制TAS2R31/TAS2R43，且其弱冷却特性更适用于食品风味设计。

Methods

Reagents

实验采用含10 mM HEPES、130 mM NaCl的缓冲体系（pH 7.4），疏水性化合物以DMSO溶解（终浓度≤0.1%）。

Chemicals

糖精二水合物、安赛蜜K购自和光纯药，(-)-薄荷醇来自关东化学，(R)-(-)-香芹酮等由东京化成工业提供。

细胞实验

HEK293T细胞转染M3信号肽标记的TAS2R质粒与嵌合G蛋白Gα₁₆gust44：

1. 钙成像：Fura-2AM负载细胞，检测340/380 nm激发比

2. 发光检测：共转染mt-apoaequorin II，测定辅酶肠素发光强度

3. TRPM8检测：FLIPR Calcium 4试剂盒记录485/525 nm荧光

Results

TAS2R31抑制特性

(-)-薄荷醇与(+)-薄荷醇（1 mM）显著抑制2.5 mM糖精钠诱导的TAS2R31激活（钙成像验证），而1,8-桉叶素与辣椒素无效。

结构-活性关系

含单萜骨架羟基/羰基的化合物显示抑制活性：(R)-(-)-香芹酮（IC₅₀=0.086 mM）>(+)-薄荷酮>(+)-胡薄荷酮，而(-)-薄荷酯与(-)-柠檬烯无效。

受体选择性

(R)-(-)-香芹酮可抑制TAS2R31（糖精/安赛蜜K）和TAS2R43（糖精），但对TAS2R50无作用。

冷却效应解耦

TRPM8激活实验显示：(R)-(-)-香芹酮（ΔRFU=200）冷却效应显著弱于(-)-薄荷醇（ΔRFU=2000），证实其苦味抑制独立于三叉神经刺激。

Discussion

1. 机制创新：打破"三叉神经掩盖苦味"传统认知，揭示直接受体抑制新机制

2. 结构特征：单萜骨架结合极性基团为TAS2R31/43抑制关键，不同于已知抑制剂GIV3727或甜蜜素

3. 应用优势：(R)-(-)-香芹酮弱冷却特性（EC₅₀>1 mM）避免风味干扰，优于强冷却剂薄荷醇

Conclusions

本研究阐明薄荷醇类化合物通过靶向抑制TAS2R31/TAS2R43改善人工甜味剂后苦味，其中(R)-(-)-香芹酮因高效抑制（IC₅₀ 0.086 mM）与弱冷却特性成为理想风味修饰剂，为低热量食品开发提供新策略。