OR(olfactory receptor)是G蛋白偶聯受體(Gprotein-coupled receptor)的一種,是嗅覺系統的關鍵成分。
機體辨別不同的氣味是通過結合OR而起作用的，OR基因的缺失能引起特異性的嗅覺分辨力下降或缺失。
OR基因屬於G蛋白偶聯受體超家族。1991年Buck和Axel首次在褐家鼠克隆並發現OR基因。在哺乳動物基因組有1000多OR編碼的基因，占基因總量的3-5%。因此，OR基因構成了基因組中已知的最大的超家族之一，也稱為嗅亞基因組或OR基因超家族。每一OR由大約1kb單一編碼的外顯子組成。
近年來，已經證明了約900個人的OR基因和小鼠的1500個OR基因。Olender等研究識別了犬基因組中971個OR基因,約占犬OR基因組的80%。研究發現有34個基因亞群是犬獨特的。OR超家族包含多種不同的蛋白，均屬於G蛋白偶聯受體超家族，根據基因進化起源或功能分為很多亞家族。一個亞家族的OR必須有60%的同源性,同一個亞家族的OR可能只有幾個胺基酸殘基不同，而一些不同的亞家族僅有不到20%的同源。
基本介紹
- 中文名：G蛋白偶聯受體
- 外文名：OR(olfactory receptor)
- 作用：是嗅覺系統的關鍵成分
- 發現時間：1991年
- 發現者：Buck和Axel
OR主要在嗅覺上皮的神經元表面表達，但睪丸、味覺組織、前列腺、心臟、脊椎、原始胚胎細胞和紅細胞等也可表達OR。OR通過激活信號傳導通路而識彆氣味。信號從神經元直接傳遞到嗅球，再到皮層。正常情況下，每個OR感覺神經元僅表達一種OR基因的一個等位基因。表達特定OR的嗅覺神經元細胞體隨機分布於嗅覺上皮的四個區域（有著高度同源性的同一家族的OR表達於同一區域），其軸突匯集於嗅球的一或兩個小球，每個小球受到神經元的支配，信號被轉化傳播到嗅覺皮層。
每個OR可與多種氣味分子結合發揮不同的作用，一種特定的氣味也可與多個OR發生反應。同時研究發現，在鼻黏膜能夠分泌嗅覺結合蛋白, 該蛋白可能有助於氣味分子通過黏液的轉運，從而與OR結合，並可將一些分子轉運而降解，以便其他的氣體分子與受體結合。
很多脊椎動物，如靈長類（人除外）、豬、犬、大鼠、海豚、旱獺、雞、青蛙、鰱魚、金魚等的OR基因序列已經被報導。據估計，魚的OR系統比哺乳動物小很多，僅包括約100個的OR基因。
OR基因序列同源性很高，因此PCR擴增成為鑑別OR新基因的有效方法之一。OR都有一些特徵性的基序，並含有一個中心的可變區域，這個可變區域符合一個假定的結合位點。推測結合位點的可變性是區分不同氣味的因素。編碼OR的基因相對較小，1kb左右，且在編碼區沒有內含子。相鄰的OR編碼區的平均間距為21kb。
套用實時PCR定量研究嗅覺上皮OR受體的轉錄水平發現，OR基因的表達水平很不相同。基因高水平的表達可能由於每個細胞轉錄水平的增加和/或表達OR的嗅覺神經元數量的增加。此外，兩個G蛋白信號調節因子在嗅覺上皮不同區域的感覺神經元表達存在差異，提示這些區域特異因子可能調節嗅覺信號轉導。
不同動物的嗅覺敏感程度差異很大，同一動物對不同氣味的敏感程度也不同。
很多因素都可能影響嗅覺。OR基因家族的壯大也使動物能夠區分越來越多的氣味分子。胺基酸序列的改變能夠使動物嗅覺特異性發生變化。因此可以推測，在聯繫密切的受體之間，增加序列多樣性的陽性選擇可能會加強嗅覺辨別力。
OR基因家族發展很快，每個基因的等位基因的變化可能都會很大。靈長類動物在物種形成期間，某些OR基因會變成假基因。人類有至少63%的OR基因逐漸退化成了假基因，僅剩約350個有功能的OR基因，而小鼠僅有20%的基因是假基因，小鼠的完整基因是人的3倍。犬的OR基因有18%屬於假基因，功能性基因是人的兩倍。說明假基因與動物嗅覺靈敏度密切相關。
犬的嗅覺非常靈敏。犬OR基因亞家族成員在2-20之間。研究發現犬的OR基因序列與大鼠、小鼠和人的同源性達到40-64%。此外，在這些基因中，OR普遍存在的特徵性序列在這些基因也存在。因此推測，嗅覺靈敏性的差異並非由於基因表達的種類不同，而可能與神經元的數量有關，也可能是由OR亞家族的多樣性或基因表達水平的不同而產生的。此外，OR與氣味分子的親和力也可能影響到嗅覺，這些影響因素均有待進一步研究。
嗅覺在動物的生命過程中起到很重要的作用。許多動物在很大程度上依賴它們的嗅覺來獲得食物、辨別敵人和其他危險、航行和交流社會信息。嗅覺在配偶的選擇、母子識別及群體之間的信號交流中發揮著作用。
