プロベネシドは、ヒトの苦味受容体TAS2R16を阻害し、サリシンの苦い認識を抑制します

苦味刺激は、味覚細胞で発現するGタンパク質共役受容体（GPCR）の多様なファミリーによって検出されます。各苦味受容体（TAS2R）は、多くの化合物に反応しますが、その多くは毒性があり、自然に見られます。たとえば、ヒトTAS2R16（HTAS2R16）は、サリシンなどのβ-グルコシドに反応し、HTAS2R38はグルコシノレートやフェニルチオカルバミド（PTC）などのチオウリアを含む分子に反応します。多くの物質はTAS2Rを活性化することが知られていますが、苦い受容体の活性化を特異的にブロックする阻害剤は1つだけです。ここでは、苦い味覚受容体の新しい阻害剤であるP-（ジプロピルスルファモイル）ベンゾ酸（プロベネシド）について説明します。Probenecidは、多剤耐性タンパク質1（MRP1）トランスポーターのFDA承認阻害剤であり、人間の痛風の治療に臨床的に使用されます。Probenecidは、GPCRカルシウム動員アッセイの細胞シグナルを強化するためにも一般的に使用されます。Probenecidは、苦い味覚受容体HTAS2R16によって媒介される細胞応答を特異的に阻害し、非競争力のある（アロステリック）メカニズムを使用してこのGPCRとの直接的な相互作用の分子的および薬理学的証拠を提供することを示しています。HTAS2R16点変異体の包括的な分析を通じて、サリシンに対する正常な応答を維持しながらプロベネシドに対する感度が低下するプロベネシド相互作用に関与するアミノ酸残基を定義します。Probenecidは、HTAS2R16、HTAS2R38、およびHTAS2R43を阻害しますが、苦い受容体HTAS2R31または非TAS2R GPCRを阻害しません。さらに、インドメタシンなどの構造的に無関係のMRP1阻害剤は、HTAS2R16機能を阻害できません。最後に、細胞実験におけるプロベネシドの阻害活性は、人間におけるサリシンの苦味の味覚の阻害につながることを実証します。この研究は、Probenecidが苦味の細胞生物学を理解するための薬理学的ツールとして、また栄養と医療コンプライアンスを改善するための広範な特異性の苦いブロッカーの開発のリードとして特定しています。

Bitter taste stimuli are detected by a diverse family of G protein-coupled receptors (GPCRs) expressed in gustatory cells. Each bitter taste receptor (TAS2R) responds to an array of compounds, many of which are toxic and can be found in nature. For example, human TAS2R16 (hTAS2R16) responds to β-glucosides such as salicin, and hTAS2R38 responds to thiourea-containing molecules such as glucosinolates and phenylthiocarbamide (PTC). While many substances are known to activate TAS2Rs, only one inhibitor that specifically blocks bitter receptor activation has been described. Here, we describe a new inhibitor of bitter taste receptors, p-(dipropylsulfamoyl)benzoic acid (probenecid), that acts on a subset of TAS2Rs and inhibits through a novel, allosteric mechanism of action. Probenecid is an FDA-approved inhibitor of the Multidrug Resistance Protein 1 (MRP1) transporter and is clinically used to treat gout in humans. Probenecid is also commonly used to enhance cellular signals in GPCR calcium mobilization assays. We show that probenecid specifically inhibits the cellular response mediated by the bitter taste receptor hTAS2R16 and provide molecular and pharmacological evidence for direct interaction with this GPCR using a non-competitive (allosteric) mechanism. Through a comprehensive analysis of hTAS2R16 point mutants, we define amino acid residues involved in the probenecid interaction that result in decreased sensitivity to probenecid while maintaining normal responses to salicin. Probenecid inhibits hTAS2R16, hTAS2R38, and hTAS2R43, but does not inhibit the bitter receptor hTAS2R31 or non-TAS2R GPCRs. Additionally, structurally unrelated MRP1 inhibitors, such as indomethacin, fail to inhibit hTAS2R16 function. Finally, we demonstrate that the inhibitory activity of probenecid in cellular experiments translates to inhibition of bitter taste perception of salicin in humans. This work identifies probenecid as a pharmacological tool for understanding the cell biology of bitter taste and as a lead for the development of broad specificity bitter blockers to improve nutrition and medical compliance.