2025年3月，北京工商大学张玉玉教授与北京生命科技研究院的孙世豪研究员团队在Trends in Food Science & Technology（Q1，IF: 15.4）期刊上发表了题为“A systematic review of the structure and function of human olfactory receptors and key technologies involved”的综述性文章。

该研究系统梳理了人类嗅觉受体（ORs）的结构特征、配体识别机制及其在多组织中的生理功能，并首次全面总结了 OR 研究的关键技术，为嗅觉感知机制解析及基于 OR 的生物传感器开发提供了理论框架。

主要结论

系统整合了人类嗅觉受体（ORs）的结构基础、生理功能与关键研究技术，首次从结构—功能—技术三条主线建立完整框架。文章总结了 OR 作为 GPCR 家族成员，在气味识别中的核心作用，并强调 ORs 在脑、肾、胰腺等多种非嗅觉组织的异位表达，提示其在代谢、内分泌、神经调控等领域具有更广泛的生理意义。该综述还整理了 OR 最新的三维结构成果、气味分子结合机制，以及当前主流的计算建模、分子对接、异源表达与高通量筛选等研究工具，为未来系统解析“气味分子–受体”配对关系提供清晰的技术路线。

挑战和展望

多数 OR 仍缺乏实验结构，导致配体识别机制难以精确解析；“气味分子–受体”之间的组合编码关系复杂，使大规模配对预测仍具技术瓶颈；此外，OR 在非嗅觉组织的生理功能虽被陆续发现，但其系统性机制仍未明晰。

未来的研究需依托结构生物学、组学技术、高通量筛选与 AI 计算模型的协同整合，以加速 OR 结构解析、功能图谱构建，并推进其在人工嗅觉、生物传感与药物靶点开发中的应用。

图文赏析

图1.人体嗅觉系统与信号传导机制。（A）人体鼻腔的侧面视图。（B）人体嗅觉系统结构的示意图。（C）嗅上皮的示意图。（D）嗅觉受体的下游激活机制。

图2.人体中嗅觉受体的异位表达及其生理功能。

图3.（A）丙酸活性人类OR51E2-G的冷电磁密度图及结合位点近景图s- Nb35复合物（PDB：8F76），（B）OR51计算机-Gs- Nb35复合体（PDB：8UXV），（C）L-薄荷-OR1计算机-Gs- Nb35复合物（PDB：8UXY），（D）S-卡尔沃恩-OR2计算机-Gs-Nb35复合物（PDB： 8UY0），（E）2-甲基硫唑啉-OR4计算机-Gs- Nb35配合物（PDB： 8UYQ）和（F）辛酸盐（OCA）-OR52计算机-Gs- Nb35复合物（PDB：8HTI）。

图4.嗅觉受体研究中的关键技术。

张玉玉（通讯作者），北京工商大学食品与健康学院教授。主要研究领域为食用香料香精化学及其应用。主持国家自然科学基金项目3项，“十三五”国家重点研发计划课题1项，企业课题项目7项。入选2018年度“北京高校卓越青年科学家计划”。出版学术专著1部，授权国家发明专利8项。以第一作者及通讯作者发表论文90篇。

孙世豪（通讯作者），北京生命科技研究院研究员，主要从事风味化学研究。作为主要完成人承担了中国工程院、国家自然科学基金委、国家烟草专卖局等下达的20 余项基础性研究课题。发表论文 50 余篇。参与编写专著4部。授权发明专利 30 余件。获得省部级一等奖 3 项、二等奖 1 项，三等奖 2 项。