Het verband tussen genotype en fenotype van het TAS2R38 bittere smaakreceptorgen

[Het hebben van een PAV-allel verhoogt de kans op het kunnen
proeven van PTC bij mensen]




Opdracht: Onderzoeksverslag AV Biologie – Periode 2 (Genetica &
Evolutie)


Versie: Peer-reviewversie




Naam student: Kaïn van Calcar
Studentnummer: 13261533
AV groep: C2
Naam docent: Milo de Baat




Inleverdatum: 04/12/2020
Aantal woorden (geen maximum): 3339

, Het verband tussen genotype en fenotype voor de
smaakperceptie van PTC in mensen

De smaakperceptie bij mensen kan worden opgedeeld in vijf categorieën, zoet, zuur,
zout, bitter en umami. Deze smaken worden waargenomen door het binden van
smaakstoffen aan smaakreceptorcellen op de tong. Als een smaakstof aan het
extracellulaire deel van een receptoreiwit bindt ontstaat er een actiepotentiaal. Het
chemische signaal is nu omgezet naar een elektrisch signaal. Dit elektrische signaal
wordt via zenuwen vervolgens doorgegeven naar de sensorische cortex in de hersenen,
waar het signaal geïnterpreteerd wordt als een smaak zoals ‘zuur’ of ‘bitter’.
Vooral de smaak ‘bitter’ is biologisch en wetenschappelijk gezien interessant omdat er
vijfentwintig afzonderlijke bitterreceptor-genen en elf pseudogenen bestaan in mensen;
dit is meer dan het aantal ‘zoet’, ‘zuur’, ‘zout’ en ‘umami’-receptorgenen.
Onderzoekers vermoeden dat het verschil in aantal genen een evolutionaire
achtergrond heeft. Bittere smaakreceptoren kunnen dienen om mogelijke
glucosinolaten (bittere stoffen, vaak giftige alkaloïden) in planten te detecteren en te
vermijden; het proeven van deze glucosinolaten geeft mensen een evolutionair voordeel
(Risso et al. 2018).
De bitterreceptor-genen horen bij de TAS2R bitterreceptorgen familie. Deze genen
coderen voor 7-transmembraan-domein G-gekoppelde smaakreceptoren die vervolgens
binden aan een ligand (Kim et al. 2004).


Het blijkt dat het vermogen van mensen om bepaalde bittere stoffen te proeven een
bimodale verdeling heeft in de populatie. Een bekend voorbeeld van een stof waarbij dit
het geval is, is fenylthiocarbamide (PTC). PTC is een stof verwant aan glucosinolaten;
het bevat een thio-ureum groep (N-C=S) die kenmerkend is voor een grote groep bittere
smaakstoffen. Een deel van de populatie kan PTC niet waarnemen, en een ander deel
zal PTC als een zeer bittere stof waarnemen (‘non-tasters’ en ‘tasters’). Het
receptoreiwit dat PTC kan binden wordt gecodeerd door een locus op chromosoom 7
door een lid van de TAS2R familie, TAS2R38 (Kim et al. 2004). In het TAS2R38 gen
komen SNPs (puntmutaties) voor die ervoor zorgen dat er andere aminozuren en dus
andere vormen van TAS2R38 receptoren (~335 aminozuren lang) ontstaan (Kim et al.
2004). Deze andere vormen kunnen niet meer binden aan PTC en daardoor wordt de
stof niet waargenomen door een individu; dit verklaart de eerder gevonden bimodale
verdeling in de populatie.
De drie meest voorkomende SNPs in het TAS2R38 gen staan aangegeven in
tabel 1.0:
In dit tabel zijn de verschillende SNPs en codon/aminozuur veranderingen aangegeven
en waar op het chromosoom ze voorkomen.
Nucleotide- Verandering Codon Amino zuur
plek verandering
145 C>G CCA > GCA Pro > Ala
785 C>T GCT > GTT Ala > Val
886 G>A GTC > ATC Val > Leu
Volgens (Kim et al. 2004) is een wildtype fenotype een ‘taster’, en het genotype wat bij
een taster hoort is een PAV-allel (proline, alanine, valine), wat codeert voor een
functionele TAS2R38 receptor. Een ‘non-taster’ bevat een AVI-allel (alanine, valine,
leucine), wat codeert voor een non-functionele receptor. Omdat mensen diploïd zijn
bevat een individu twee allelen; daarom is AVI/PAV ook een mogelijk genotype.
Enkele studies suggereren dat het vermogen om PTC wel/niet te proeven een verband
kan hebben met de kans om overgewicht of zelfs obesitas te ontwikkelen; daarom is het
belangrijk dat er onderzoek wordt gedaan naar het verband tussen genotype en
fenotype van de smaakperceptie van PTC (Keller & Adise. 2016).
Dit verband is ook nog niet eerder onderzocht in een populatie van de eerstejaars


2