大多数动物包括人类均拥有一套主嗅觉系统来识别挥发性的气味分子。大量的嗅觉受体通过“组合编码”的气味识别方式，帮助动物识别数以万亿计的气味分子。嗅觉受体可以分为三个家族，第I类是气味受体（OR）家族，第II类是痕量胺相关受体（TAAR）家族，OR和TAAR都属于A类G蛋白偶联受体（GPCR）家族，第III类是非GPCR嗅觉受体。

  嗅觉受体家族被发现后，近30年的研究对嗅觉受体的表达模式、信号通路和介导的神经元投射谱等均有了深入理解，然而，对嗅觉受体和气味分子的匹配关系知之甚少。此外，嗅觉受体识别其配体气味分子的结构基础也不明晰。因此，从分子层面解析嗅觉受体如何识别不同配体并激活多样的Gα蛋白信号通路，对于理解嗅觉感知产生的机制及研发靶向嗅觉受体的新药具有重大意义。

  山东大学教授孙金鹏团队和上海交通大学医学院研究员李乾团队合作，应用冷冻电镜技术，解析了TAAR家族成员之一的小鼠TAAR9（mTAAR9）受体在4种不同配体结合条件下与Gαs/Gαolf蛋白三聚体复合物的结构，进一步结合药理学分析揭示了mTAAR9感知配体后被激活的分子机制。同时，该研究也提出了嗅觉受体“组合编码”识别配体的结构机制，阐明了II类嗅觉受体独特的激活方式。相关研究成果2023年5月24日发表于《自然》。

  该研究阐释了II类特异嗅觉受体感知气味的分子机制，为嗅觉受体家族识别配体奠定了理论基础，对开发靶向嗅觉受体的新药也有重要意义。此外，嗅觉受体不仅仅表达在嗅觉系统中，还在许多非嗅觉系统甚至非神经组织中表达，从而调控许多重要的生理过程，包括细胞分化、代谢、消化、癌症发生等，因此该研究也有助于对嗅觉受体在其它系统的功能的探索。■