Pour progresser dans la compréhension de l’olfaction, visualiser la connexion de l’odorant avec les récepteurs olfactifs reste un défi.
En résolvant la structure des récepteurs olfactifs, une équipe franco-américaine de scientifiques a pu montrer comment ils se lient aux molécules odorantes et quels sont les mécanismes d’activation associés*. Résultats publiés dans la revue Nature qui pourrait trouver des applications en parfumerie et dans l’industrie agroalimentaire, mais aussi dansindustrie pharmaceutique.
Notre odorat repose sur l’interaction entre les molécules odorantes que nous inhalons et des protéines appelées « récepteurs olfactifs ». Ces récepteurs ont longtemps été des boîtes noires dont la structure tridimensionnelle à l’échelle atomique nous était inconnue. Cependant, pour progresser dans la compréhension de l’olfaction, visualisez la manière dont molécule L’odorisant se lie au récepteur est une étape essentielle. En 2023, la toute première structure d’un récepteur olfactif humain a été publiée dans Nature. Il s’agissait d’un récepteur de classe I, classe qui représente 16% de nos récepteurs spécialisés dans la détection des acides carboxyliques**.
La structure des récepteurs olfactifs de classe II, qui représentent 84 % de nos récepteurs et que nous utilisons pour sentir la quasi-totalité des molécules odorantes que nous détectons, restait inconnue jusqu’à aujourd’hui. Pour une raison très simple : chez l’homme ou d’autres mammifères, ces récepteurs ne sont pas exprimés (produits) en quantité suffisante pour permettre l’élucidation de leur structure. Cette faible expression a longtemps empêché la détermination structurale des récepteurs olfactifs, ce qui a rendu leur étude particulièrement difficile jusqu’à aujourd’hui.
Pour contourner cette difficulté, des scientifiques de l’Institut de Chimie des Substances Naturelles (CNRS) et de l’Université Duke ont construit des séquences*** de récepteurs olfactifs appelées « consensus » à partir duensemble séquences d’une sous-famille de récepteurs olfactifs présents dans notre nez.
Pour ce faire, ils ont sélectionné, pour chacune des 350 positions, l’acide aminé le plus fréquemment observé dans tous les récepteurs de cette sous-famille. Produits en quantité suffisante, ces récepteurs consensus, « modèles » d’une famille de récepteurs olfactifs, ont permis d’obtenir quatre nouvelles structures expérimentales de récepteurs olfactifs dont trois structures de récepteurs de classe II liés à diverses molécules odorantes.
Ces structures révèlent que les récepteurs olfactifs de classe I et de classe II utilisent des modes de liaison distincts des molécules odorantes et des mécanismes d’activation différents. Les récepteurs de classe I utilisent un mécanisme d’activation simple. Un seul acide aminé, présent dans tous les récepteurs de cette classe, intervient dans la détection des acides carboxyliques.
En revanche, les récepteurs de classe II qui se lient à des molécules beaucoup plus variées nécessitent plusieurs acides aminés, répartis dans toute leur cavité, pour détecter ces différentes molécules odorantes.
Des résultats qui auront un impact sur notre compréhension de la perception des odeurs et qui trouveront des applications dans les domaines de la parfumerie et de l’agroalimentaire. Mais pas seulement. Ils pourraient également intéresser les pharmacologues car certains de ces récepteurs olfactifs sont exprimés dans de nombreux types de cellules en dehors de notre système olfactif et semblent jouer un rôle dans la prolifération de plusieurs cancers.
Remarques :
*Un mécanisme d’activation associé aux récepteurs olfactifs décrit le processus par lequel une molécule odorante se lie à un récepteur olfactif, déclenchant une cascade de réactions au sein du neurone sensoriel qui aboutit à la perception d’une odeur.
**Les acides carboxyliques sont des groupes R-COOH présents dans le fromage, la noix de coco, certains fruits, le vinaigre et de nombreuses huiles animales ou végétales.
*** Chaque récepteur olfactif est constitué d’une séquence d’environ 350 acides aminés.
Editeur : CCdM
Référence:
Les récepteurs odorants conçus éclairent la base de la discrimination des odeurs
Nature 2024 – https://www.nature.com/articles/s41586-024-08126-0
DOI : 10.1038/s41586-024-08126-0.
