鸟嘌呤核苷酸结合蛋白，α-转导活性多肽 3

麦克劳克林等人（1992）从大鼠的味觉组织中鉴定并克隆了一种新的 G 蛋白 α 亚基，他们将其命名为 α-gustducin。Gustducin mRNA 在所有类型的乳头的味蕾中表达（circumvallate、foliate 和菌状）；它不在舌头的非感觉部分或检查的其他组织中表达。Gustducin 最接近于转导素，即视杆和视锥细胞G 蛋白，表明gustducin 在味觉转导中的作用类似于转导素在光转导中的作用。在氨基酸水平上，大鼠 gustducin 的 α 亚基与牛 α 转导素有 79% 到 80% 相同，90% 相似，但与 α（i）亚基只有 66% 到 68% 相同，与 α（i）亚基只有 46% 相同。 s）; 转导素与 α（i）或 α（s）之间存在相似程度的相关性。双侧舌咽去神经后，外周乳头失去味蕾，α-gustducin mRNA表达也消失；正如预期的那样，在这些大鼠的叶状乳头中仍然存在表达 α-gustducin mRNA 的味蕾，因为来自鼓索的输入仍然存在。在对左鼓索和左舌咽神经进行单侧切片后，同侧叶状乳头没有味蕾，并且没有显示出可检测到的 α-gustducin mRNA 表达，而对侧叶状乳头保留了确实表达 α-gustducin 的味蕾。因为来自鼓弦的输入仍然存在。在对左鼓索和左舌咽神经进行单侧切片后，同侧叶状乳头没有味蕾，并且没有显示出可检测到的 α-gustducin mRNA 表达，而对侧叶状乳头保留了确实表达 α-gustducin 的味蕾。因为来自鼓弦的输入仍然存在。在对左鼓索和左舌咽神经进行单侧切片后，同侧叶状乳头没有味蕾，并且没有显示出可检测到的 α-gustducin mRNA 表达，而对侧叶状乳头保留了确实表达 α-gustducin 的味蕾。

▼ 测绘

Gross（2014）基于 GNAT3 序列（GenBank BC147016 ）与基因组序列（GRCh37）的比对，将 GNAT3 基因对应到染色体 7q21.11。

▼ 基因功能

哺乳动物的味觉感知至少可分为 4 种子模式：甜味、苦味、咸味和酸味。味觉转导发生在味蕾内组织的神经上皮味觉受体细胞（TRC）中。咸味和酸味的促味剂（例如分别为 Na+ 和 H+）被认为与 TRC 离子通道相互作用。甜味和苦味似乎都是通过 7 个与异源三聚体鸟嘌呤核苷酸结合蛋白（G 蛋白）偶联的跨膜螺旋受体转导的。Gustducin 是一种味觉特异性 G 蛋白，在大约 40% 的大鼠和人类 TRC 中表达（Takami 等人，1994）。gustducin 的 α 亚基与杆和锥体转导素的 α 亚基有 80% 相同（90% 相似）（139330、139340）。Gustducin 可能以类似于转导素在光转导中的作用方式在味觉转导中起作用。

张等人（2007）检查了人类十二指肠活检标本，发现肠内分泌 L 细胞中存在 α-gustducin、甜味受体 T1R2（ 606226 ）和 T1R3（ 605865 ）以及其他味觉转导元件的表达。小鼠肠细胞也表达 Gnat3，Gnat3 缺失小鼠摄入葡萄糖显示胰高血糖素样肽 1（GLP1；参见138030 ）和血浆胰岛素调节不足（ 176730 ））和葡萄糖。来自 Gnat3-null 小鼠的分离的小肠和肠绒毛显示出对葡萄糖的反应明显有缺陷的 GLP1 分泌。在人类 NCI-H716 L 细胞中，GLP1 的释放受到糖和三氯蔗糖的促进，并被甜味受体拮抗剂 lactisole 或 α-gustducin 的 siRNA 阻断。张等人（2007）得出结论，肠道的 L 细胞通过与舌头味觉细胞相同的机制“品尝”葡萄糖。

马戈尔斯基等人（2007）证明，膳食糖和人造甜味剂增加了钠依赖性葡萄糖转运蛋白 SGLT1（SLC5A1; 182380 ）的 mRNA 和蛋白质表达，并增加了野生型小鼠的葡萄糖吸收能力，但在缺乏 T1R3 或 α-gustducin 的敲除小鼠中没有。在小鼠 GLUTag 肠内分泌细胞中，三氯蔗糖增加了 GLP1 和 GIP（ 137240 ）、与 SGLT1 上调有关的肠道激素的释放，并增加了细胞内钙；gurmarin 对 T1R2-T1R3 甜味受体的抑制阻止了三氯蔗糖刺激的 GLP1 和 GIP 释放以及 GLUTag 细胞中钙的三氯蔗糖依赖性动员。

沙阿等人（2009）发现 α-gustducin 和酶磷脂酶 C-β-2（PLCB2; 604114 ）在气道上皮细胞中表达。α-gustducin 存在于纤毛中，而 PLCB2 似乎位于细胞顶端部分的纤毛下方。他们还发现，从人类气道上皮细胞中出现的活动纤毛表达了感觉苦味受体。见 T2R4（ 604869 ）。沙阿等人（2009）得出结论，气道上皮细胞包含一个细胞自主系统，在该系统中，活动纤毛既能感知进入气道的有害物质，又能启动防御机制以消除有害化合物。因此，像初级纤毛一样，经典的运动纤毛也包含检测外部环境的传感器。

▼ 动物模型

黄等人（ 1996 , 1996 ）通过产生 α-gustducin 缺陷的转基因小鼠并分析它们的味觉反应，验证了 gustducin 介导苦味转导的假设。这些小鼠是可行的、健康的和可生育的，这表明正常发育不需要α-味觉诱导素。正如预期的那样，行为测试表明纯合 α-gustducin-null 小鼠和它们的野生型同胞在厌恶 2 苦味化合物方面存在差异。令人惊讶的是，无α-味觉诱导素的动物也表现出对 2 种甜味化合物的偏好降低。此外，α-gustducin 缺失小鼠对苦味和甜味化合物的神经反应均减弱。因此，Wong 等人（1996）得出的结论是，gustducin 似乎在苦味和甜味转导中都起着关键作用。

Kinnamon（2000）回顾了味觉感受器在味觉转导中的作用。尽管生化和遗传学研究表明，α-味觉诱导素是转导苦味和甜味的关键成分，但缺乏α-味觉诱导素的小鼠并非对苦味或甜味化合物完全没有反应。为了深入了解 gustducin 如何介导对苦味和甜味化合物的反应，并阐明 gustducin 孤立途径的性质，Ruiz-Avila 等人（2001）产生了一种显性阴性形式的α-味觉诱导素，并将其表达为来自野生型和α-味觉诱导素无效小鼠的α-味觉诱导素启动子的转基因。一个单一的突变，G352P，被引入对受体相互作用至关重要的 α-gustducin 的 C 末端区域，使突变蛋白对味觉受体的激活无反应，但保持其其他功能完好无损。在对照实验中，作为转基因的野生型 α-gustducin 在 α-gustducin 无效小鼠中的表达完全恢复了对苦味和甜味化合物的反应，正式证明 α-gustducin 基因的靶向缺失导致了无效小鼠的味觉缺陷。相比之下，G352P 突变体的转基因表达并没有恢复无效小鼠对苦味或甜味化合物的反应。此外，在野生型背景下，突变转基因抑制内源性α-味觉诱导素与味觉受体的相互作用，即它作为显性负性。突变转基因进一步降低了无α-味觉诱导素小鼠的残留苦味和甜味反应性，这表明在味觉细胞的α-味觉诱导素谱系中表达的其他鸟嘌呤核苷酸结合调节蛋白介导了这些反应。