Тяжелая вода оказалась сладкой
Биохимики подтвердили сладкий вкус тяжелой воды и обнаружили рецептор, ответственный за ее восприятие — им оказался TAS1R2/TAS1R3 — основной рецептор сладкого вкуса у человека (а мыши неспособны к ощущению сладости тяжелой воды). С помощью моделирования молекулярной динамики ученые выяснили, что при взаимодействии с тяжелой водой рецепторные белки становятся более жесткими и организованными. Препринт статьи опубликован на сайтеbioRxiv.
Чистая вода сама по себе не имеет ни вкуса, ни запаха. Таких же характеристик ученые ожидали и от тяжелой воды — изотопного аналога воды, в котором вместо протия (самого распространенного изотопа водорода) находится дейтерий. Дейтерий, в отличие от протия, обладает нейтроном, что увеличивает его массу практически вдвое, из-за чего проявляются некоторые отличия от обычной воды: тяжелая вода на десять процентов плотнее, а ее температура плавления на на 3,82 градуса выше, что связано с более прочными водородными связями. При этом pH тяжелой воды(или pD в данном случае) при 25 градусах Цельсия немного выше — 7,41.
В живых организмах замещение значительного количества легкой воды на тяжелую приводит к нарушению метаболизма, однако в малых количествах она безвредна — в организме дейтерий уже присутствует: один атом дейтерия приходится на 6400 атомов протия. Тяжелая вода в смеси с тяжелокислородной водой (еще один изотоп воды с кислородом-18) используется в медицинских целях для мониторинга метаболизма по кинетике вымывания изотопов из организма.
Вопрос вкуса тяжелой воды поднимался с ее открытия в 1931 году — тогда ученые впервые оценили ее сладкий вкус. Однако в 1935 году вышла небольшая статья, в которой двое ученых, Юрей и Фаилла, не смогли различить дистиллированную и чистую тяжелую воду, после чего вопрос считался закрытым. В 1975 году ученые вновь вернулись к изучению различий между тяжелой водой и обычной — не все испытуемые смогли различить между собой дейтерированную и обычную воду, однако в среднем по вкусу правильно выбирали в восьми случаях из десяти, по запаху же отличить воду совсем не получилось.
За последние двадцать лет ученые установили основной вкусовой рецептор у человека для определения сладкого вкуса — это гетеродимер G-белка (TAS1R2/TAS1R3). Сладкий вкус, как и горький, определяется рецепторами посредством взаимодействия «ключ-замок», основным признаком сладкого является положение водородной связи в нужном месте, однако он обладает слабой специфичностью, а потому сладкими ощущаются совершенно разные химические вещества.