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嗅觉受体是生物体感知外界气味的第一级反应元件。我们之前的研究表明铜离子参与了小鼠嗅觉受体MOR244-3的活化反应,首次证实了嗅觉受体是金属蛋白的假设。然而,嗅觉受体的金属效应是否具有普遍意义以及在人类中是否也存在具有金属离子效应相关的嗅觉受体,目前还尚未获得证实。本课题利用哺乳动物嗅觉受体的体外异源表达系统,通过筛选可能与金属离子配位的化合物,获得了首个叔丁基硫醇(tert-butyl mercaptan,TBM或2-methyl-2-propanethiol)的人类嗅觉受体OR2T11。作为一种含硫化合物,通常使用的天然气中就混有少量的TBM,乃因其强烈的刺鼻性气味可助于天然气泄漏的检测。有意思的是,在OR2T11与TBM的反应体系中加入铜离子会大大的提高OR2T11对TBM的反应。通过检测不同含硫化合物在OR2T11上的反应,我们发现只有部分的硫醇类化合物在铜离子的参与下可以活化OR2T11。进一步的研究发现上述化合物在MOR244-3上有反应但无铜效应,表明通过金属离子介导的此类气味分子活化MOR244-3与OR2T11的反应机理是截然不同的。此外,我们发现银离子也能够增强TBM与OR2T11的反应,更令人惊奇的是银离子或纳米银自身可以作为配体,独立活化OR2T11。饱和转移差异核磁共振谱(saturation transfer difference,STD;nuclear magnetic resonance,NMR)研究表明在有铜离子或银离子的情况下,OR2T11与TBM的结合显著增强。最后,我们根据同源建模法提出了OR2T11的结构模型,结合量子力学/分子力学(quantum mechanics/molecular mechanics,QM/MM)的计算方法推测出OR2T11上有两个配体结合口袋,并通过定点突变证实两个位点中的八个氨基酸残基均有可能参与配体-金属复合物与OR2T11的相互作用。这一研究首次证实了金属离子在人类嗅觉感知中发挥了重要的作用。