Sensorik (Fach) / Einheit 3 (Lektion)
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Vorlesungsinhalte der VL 5
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- Wie kann die Bitterkeit einer Substanz geprüft werden? wie bei süßen Substanzen mit den taste receptor assay Synthetisches Plasmid mit Promotor wird in die Membran der Geschmacksknospe eingebracht. Die G Protein-Chimäre erlaubt die Induktion einer künstlichen Signalkaskade, bei welcher es zur intrazellulären Ca Ausschüttung kommt. Unter Verwendung eines fluoreszierenden Farbstoffes kann die Rezeptorantwort in Abhängigkeit der Konzentration des Bitterstoffs charakterisiert werden. Die Dosis-Wirkungs-Kurve weißt eine sigmoide Form auf! Die erhaltenen Ergebnisse entsprechen in der Regel jenen aus sensorischen Studien
- Nenne Beispiele für Bitter - Tests in vivo Dreiecks Test Ranking Test
- Geschmacksrezeptoren allgemein Die Geschmacksqualitäten bitter, süß und umami werden durch G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPGR) vermittelt. Die Details der Wahrnehmung von sauer und salzig hingegen sind noch weitgehend ungeklärt (aufgrund der chemischen Struktur der salzig und sauer schmeckenden Stoffe spielen wahrscheinlich Ionenkanäle eine entscheidende Rolle
- Nennen Sie Bitterstoffe Substanzen = Kaliumchlorid, Harnstoff, Nicotin, Caffeine, Catechin, Quinine, Limonin, Adenosin, Absinth Gruppen = Peptide, Aminosäuren, Amine, Amide, Phenole, Alkaloide, Glycoside, Diterpene, …
- Wofür werden Rezeptor-Testverfahren verwendet? zur Identifizierung geschmacks-aktiver Verbindungen - Geschmacksblocker - Geschmacksverstärker - MSG Ersatzstoffe --> Nahrungsmitteln, Maillardreaktionen, Pflanzenextrakten, Pilzen, Algen • zur Reduzierung von Geschmackstests • als Sensoren für die Qualitätskontrolle (künstliche Zunge) • für die personalisierte Ernährung
- Funktion der BItterstoffe für Pflanzen Fraßschutz und pharmakologische Wirkung --> Nahrungskette der aktiven Suche und Aufnahme seitens der Tiere um Vorteile zu erlangen, also keine kategorische Ablehnung, sondern auch aktive Aufnahme --> Menschen ist die Bitterstoffaversion angeboren, um giftige LM zu vermeiden
- Wie viele TASR2 besitzen wir Menschen? Was unterscheidet bitter von den anderen Geschmacksqualitäten? Im Gegensatz zu den anderen Geschmacksqualitäten ist für die Wahrnehmung des bitteren Geschmacks eine Vielzahl von Rezeptoren verantwortlich. Sie bilden die Genfamilie der T2Rs, die beim Menschen etwa 25 Mitglieder aufweist. zum Vergleich: der Mensch besitzt etwa 3 TASR1 Die einzelnen T2R-Typen werden – in verschiedenen Kombinationen – in denselben Rezeptorzellen exprimiert. Das führt dazu, dass, obwohl die einzelnen Rezeptoren mitunter sehr spezifisch für einen oder wenige Bitterstoffe sind, Säugetiere verschiedene Bitterstoffe nicht am Geschmack unterscheiden können. Durch alle Bitterstoffe werden letztendlich dieselben Rezeptorzellen aktiviert und dieselben Informationen an das Gehirn weitergeleitet.
- Wo befinden sich die menschlichen TAS2R Gene? Chromosom 5, 7, 12
- schematischer Aufbau der TAS2R? bestehen aus Glycoproteinen, insgesamt 7 Transmembranproteine interagieren mit Hilfsproteinen ( REEP und RTP) im zweiten extrazellulären loop befindet sich eine wichtige Stele (Asparagin)
- Beschreibe die Bitterrezeptortypen Andere Geschmacksrichtungen als süß (Familie der Tas1R) werden über andere Rezeptortypen wahrgenommen. wir sprechen hier von der Familie der T2R Ihre Entschlüsselung folgte kurz nach der Entdeckung von TAS1R. Dabei stellte sich jedoch heraus, dass nicht jede Geschmacksrichtung ebenso nur einem einzelnen Rezeptortypen zugeordnet ist. So gibt es von TAS2R eine Vielzahl von Varianten, die auf verschiedene Bitterstoffe unterschiedlich stark ansprechen. Der Mensch besitzt circa 25 solcher Bitter-Rezeptoren. Diese können entsprechend der Breite ihrer Bitterstoffspektren in drei unterschiedliche Klassen eingeordnet werden: “Generalistenrezeptoren erkennen etwa ein Drittel der angebotenen Bitterstoffe. Spezialistenrezeptoren werden dagegen nur von weniger als drei Prozent der Bitter-Moleküle aktiviert. Und dann gibt es noch moderate Bitter-Rezeptoren, die zwischen drei und zehn Prozent der Bitterstoffe erkennen können”, Eine gänzlich andere Funktion wird einer neu entdeckten Art von Rezeptor zugeschrieben: GPR120. Er wird durch langkettige Fettsäuren aktiviert.
- Gibt es verschiedene Bitterschmecker? Ja, denn der Bitterrezeptor weißt Polymorphismen auf, das Genom ist höchst variabel die Expressionsmuster für Varianten eines Gens für einen bestimmten Bitterrezeptor sind höchst individuell --> sie können sich also in bestimmten Nucleotiden unterscheiden, damit existieren Varianten für Basenpaare innerhalb eines DNA Stranges, sog. SNPs --> solche Polymorphismen werden vererbt und entstehen nicht durch Mutationen die theoretisch mögliche Zahl der Haplotypen wird allerdings nicht erreicht. Beispiel Phenylthiocarbamid PTC ist ein Bitterstoff, der von einigen Menschen wahrgenommen werden kann, von anderen allerdings nicht Das Gen für den bestimmenden Faktor der PTC Bittrigkeit heßt TAS2R38 und tritt in 2 Hauptformen auf diese unterscheiden sich an 3 Stellen in ihren Nucleotiden ⇒ SNPs 3 SNPs existieren SNP = signaling nucleotide polymorphism: Varianten eines einzelnen Basenpaares in einem DNA Strang, welche im Gegensatz zu Mutationen vererbt wird. Die Genvariationen haben zur Folge, dass es auch 2 verschiedene TAS2R38 Varianten entstehen, die sich an drei Stellen in der Seitenkette unterscheiden. An der betreffenden Position befinden sich entweder Prolin, Alanin, ein Alanin oder Valin und ein Valin oder Isoleucin. Daher gibt es zwei Haplotypen; genannt Tas2R38 PAV und TAS2R38 AVI PAV Variante viel empfindlicher als AVI Variante schon bei geringen PTC Konzentrationen (daher sigmoide Dosis-Wirkungskurve) Homozygot und Heterozygot: schmecker, nicht schmecker und Personen die bis zu einem bestimmten Grad dazu in der Lage sind
- Wie können so wenige Rezeptoren so viele Bitterstoffe erkennen? die etwa 25 menschlichen Bitterrezeptoren können durch die Breite ihrer Erkennungsspektren eine Vielzahl von Bitterstoffen erkennen. Dabei werden Generalisten (erkennen etwa ein Drittel der angebotenen Bitterstoffe), Spezialisten (erknennen nur sehr wenige Bitterstoffe) und mittlere Rezeptoren unterschieden. Die Aktivitätsmuster einiger Rezeptoren überlappen, weshalb man fragen könnte warum so viele Rezeptoren mit überlappenden Spektren existieren. Möglicherweise schützt diese Vielfalt vor sog. Bitterrezeptorinhibitoren, welche in den selben Pflanzen wie Bitterstoffe vorkommen, allerdings die T2R Familie hemmen, weil eine vollständige Ausblendung der Bitterwahnehmung mit potentiell fatalen Folgen vermieden wird.