Christine Belloir

Les détecteurs gustatifs aux saveurs sucré, umami et amer sont des récepteurs membranaires qui appartiennent à la famille des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG). Ils sont caractérisés par l’existence d’un domaine transmembranaire (DTM) hydrophobe et un mécanisme d’activation qui implique une protéine G hétérotrimérique.L’homme possède 25 récepteurs à l’amer TAS2R. Ces récepteurs appartiennent à la classe A des RCPG. Leur l’architecture est constituée d’un DTM structuré en 7 hélices  qui forment le site orthostérique de liaison des molécules amères. Le récepteur au goût umami est un hétérodimère composé des sous-unités TAS1R1 et TAS1R3, alors que les sous-unités TAS1R2 et TAS1R3 s’assemblent pour composer le récepteur au goût sucré. Chacune de ces sous-unités appartient à la classe C des RCPG et partage une architecture commune, constituée d’un domaine N-terminal (DNT) extracellulaire de grande taille qui est relié au DTM par une région riche en cystéines (RRC). La contribution de chaque sous-unité au fonctionnement des récepteurs hétérodimériques demeure cependant largement inconnue.A cause de leur nature amphipathique, les RCPG constituent une famille de protéines extrêmement difficiles à étudier d’un point de vue biochimique. Caractériser leurs interactions et déterminer leurs structures sont des enjeux importants et un véritable challenge pour les années à venir. Dans ce travail, nous avons développé différents systèmes d’expression afin de mieux comprendre les mécanismes moléculaires qui gouvernent les interactions récepteur-ligand.Pour l’étude du goût umami, les DNT de TAS1R1 et TAS1R3 ont été produits en bactérie E. coli sous forme de corps d’inclusions puis repliés in vitro. En combinant des approches biochimiques et des tests cellulaires d’activité fonctionnelle, nous avons montré que l’inosine-5’-monophosphate (IMP), un exhausteur du goût umami, se lie à TAS1R3-DNT et agit en synergie avec le sucralose et le néotame.Concernant le récepteur au goût sucré, la sous-unité (taille complète) de TAS1R2 a été surexprimée dans une lignée cellulaire HEK293S inductible par la tétracycline. Un protocole de solubilisation et de purification a permis d’obtenir le récepteur TAS1R2 fonctionnel. Une analyse par dichroïsme circulaire dans l’UV lointain a révélé que TAS1R2 est bien replié. La diffusion de lumière couplée à la gel filtration a montré que TAS1R2 était présent majoritairement sous forme dimérique. Les interactions avec les ligands sucrés mesurées par fluorescence intrinsèques ont révélé des affinités de l’ordre du micromolaire en accord avec les tests d’activité cellulaires et les pouvoirs sucrants des molécules.Parallèlement, afin d’étudier les récepteurs au goût amer, nous avons conçu différents vecteurs d’expression du récepteur TAS2R14 afin d’améliorer son expression et son adressage à la membrane plasmique. Nous avons montré que l’utilisation de la séquence QBI SP163 en amont du codon initiateur de traduction, associée au peptide signal de la somatostatine 3 de rat en position N-terminale et à l’étiquette FLAG en position C-terminale, permettait d’augmenter la réponse fonctionnelle du récepteur aux ligands amers aussi bien en termes d’amplitude que de sensibilité. Cette construction plasmidique représente un outil prometteur pour aider à identifiés certains agonistes des TAS2R orphelins.

The detection of sweet and umami tastants is mediated by 2 heterodimeric G protein-coupled receptors, TAS1R2/TAS1R3 and TAS1R1/TAS1R3, respectively. Sweet taste provides input related to the carbohydrate-derived energy content of ingested food, whereas the physiological role of umami taste by detecting free L-amino acids is to signal the presence of protein-rich foods. In addition to being expressed in the oral cavity, TAS1R receptors are expressed in numerous extraoral tissues and organs, including the gut, where their physiological roles are not yet fully understood. In this review, we present an overview of the current knowledge on these taste receptors since their discovery in the early 2000s. We summarize the structure–function analyses, evolution, and expression of TAS1R genes and describe the molecular basis for the recognition of sweet and umami tastants. Together, these insights provide a comprehensive understanding of how TAS1R receptors contribute to nutrient detection and metabolic regulation both in taste perception and beyond.

Background/Objectives: Studies have hypothesised that single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in the TAS1R2 and TAS1R3 genes may alter sweet compound detection and eating habits, thereby increasing the risk of obesity. This in vitro study aims to measure the impact of human TAS1R2/TAS1R3 polymorphisms, some of which are thought to be involved in obesity, on the response of the sweet taste receptor to various sweeteners. It also aims to identify new SNPs in an obese population associated with a decrease in or loss of TAS1R2/TAS1R3 function. Methods: First, the effects of 12 human TAS1R2-SNPs and 16 human TAS1R3-SNPs, previously identified in the literature, on the response of the sweet taste receptor stimulated by 12 sweeteners were investigated using functional cellular assays. Second, a total of 162 blood samples were collected from an obese population (BMI between 25 and 35 kg/m²) involved in the SWEET project. The TaqMan method for SNP genotyping was carried out using DNA extracted from blood samples to identify new SNPs and predict possible/probable TAS1R2/TAS1R3 loss of function. Results: Although certain human TAS1R2/TAS1R3 SNPs showed reduced receptor response, they were not associated with particular phenotypes. Seven SNPs were predicted to severely impair the human TAS1R2/TAS1R3 response to sweeteners. Conclusions: Although some TAS1R2- and TAS1R3-SNPs have previously been associated with obesity, our cellular results do not confirm this association and reinforce the hypothesis, put forward by other researchers, that sweet taste perception and sugar consumption are governed by factors other than the TAS1R2 and TAS1R3 genes.

Three new triterpene glycosides were isolated from Deutzia x hybrida “Strawberry Fields” cultivar via aqueous–ethanolic extraction of the roots, including one derivative of sumaresinolic acid and two of echinocystic acid: 3-O-β-D-glucuronopyranosylsumaresinolic acid 28-O-β-D-xylopyranosyl-(1→4)-α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)-α-L-arabinopyranosyl ester, 3-O-β-D-glucuronopyranosylechinocystic acid 28-O-β-D-xylopyranosyl-(1→4)-α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)-α-L-arabinopyranosyl ester, and 3-O-α-L-arabinopyranosyl-(1→3)-β-D-glucuronopyranosylechinocystic acid 28-O-β-D-xylopyranosyl-(1→4)-α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)-α-L-arabinopyranosyl ester. As none of the isolated saponins were previously documented in the literature, their structural elucidation required extensive 1D and homo- and heteronuclear 2D NMR spectroscopy, as well as mass spectrometry analysis. All three glycosides were tested for their stimulatory activity of the sweet taste receptor TAS1R2/TAS1R3. It is the first chemical and biological investigation of Deutzia x hybrida “Strawberry Fields” as well as the first report of sumaresinolic acid glycosides in Deutzia genus.

The mechanisms of odor discrimination are based on the differential interactions of odorant molecules with olfactory receptors (ORs). The biohybrid sensors described so far using ORs show selectivity towards specific versus non-specific binding. Here we disclose a method that enables odorant discrimination based on modulation of the capacitive response of the receptor that allows differentiation of three high-affinity hOR1A1 agonists. We performed voltammetry and impedance measurements of the hOR1A1 receptor selectively immobilized on a gold electrode in the absence and presence of the agonists. Binding induces a decrease in the capacitive response of the receptor that is proportional to the ligand affinity, and which is attributed to changes in the magnitude and orientation of the electric dipole in the receptor, regulating its response to the applied electric field.