2023年9月5日，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在《自然》（Nature）杂志在线发表了题为“Structural basis for amine odorant recognition by a mammalian olfactory receptor”的研究论文，这是第一篇人类认识哺乳动物嗅觉识别的文章。以下是该研究的主要内容：

研究背景

嗅觉作为最古老的基本感觉之一，是动物与外界化学物质世界交流与互动的重要基础，与动物的摄食、交配、育婴、躲避天敌等生存攸关的行为息息相关，还能调控情绪，保障正常的社会交往。嗅觉受体通过“组合编码”的方式来识别气味分子，使得动物能识别并辨别数以万亿计的气味分子。然而，此前对于嗅觉受体和气味分子的匹配关系等仍知之甚少，从分子层面解析嗅觉受体如何识别不同配体，对于理解嗅觉感知产生的机制及靶向嗅觉受体的新药研发具有重大意义。

研究内容

• 独特的胞外“篝火”结构：研究发现，与其他已知结构的GPCR受体相比，嗅觉受体TAAR的结构呈现出一个非常独特的结构特征，即N端和第二个胞外段之间形成了一对二硫键，将N端托起并固定在ECL2和ECL3上，类似“篝火”样，这对二硫键对于识别配体及稳定受体激活态的胞外构象至关重要。
• TAAR识别胺类气味分子的通用机制及“组合编码”的结构基础：团队揭示了TAAR识别胺类气味分子的通用机制及嗅觉受体“组合编码”的结构基础，发现了mTAAR9识别胺类气味分子的通用基序。
• mTAAR9受体激活分子机制及偶联机制：阐明了mTAAR9受体激活分子机制并解析了其偶联机制，揭示了mTAAR9受体与偶联的具体分子机制。

研究意义

• 理论意义：该研究系统地揭示了嗅觉感知的分子机制，为靶向嗅觉受体的药物开发提供了理论基础，也为探索嗅觉受体识别配体的结构和分子机制开创了新途径，促进未来靶向嗅觉受体的药物候选分子研发。
• 实践意义：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探索。