La teoría de acoplamiento del olfato propone que el olor de una molécula odorífera se debe a una serie de interacciones débiles no covalentes entre el odorizante [un ligando] y su receptor odorífero proteico (que se encuentra en el epitelio nasal ), como la electrostática y la de Van der. Interacciones de Waals , así como enlaces de H , atracción de dipolos , apilamiento de pi , iones metálicos, interacción catión-pi y efectos hidrofóbicos , además de la conformación odorífera. [1] [2] Si bien este tipo de reconocimiento se ha denominado anteriormente la teoría de la forma del olfato , [3] que considera principalmente la forma y el tamaño moleculares, este último modelo está muy simplificado ya que dos moléculas aromáticas pueden tener formas y tamaños similares pero diferentes conjuntos de fuerzas intermoleculares débiles y, por lo tanto, activar diferentes combinaciones de receptores odorantes . Los modelos anteriores de "candado y llave" y "mano a mano" de unión proteína-ligando han sido reemplazados por imágenes más matizadas que consideran la distorsión de moléculas flexibles para formar interacciones óptimas con socios de unión como en el acoplamiento molecular de no- olfativo receptores acoplados a proteína G .
En 1949, RW Moncrieff publicó un artículo en American Perfumer llamado "Qué es el olor: una nueva teoría", que utilizó la noción de Linus Pauling de interacciones moleculares basadas en formas para proponer una teoría del olor basada en formas. [4] Esto reemplazó a la antigua teoría vibratoria del olfato., y, renombrada como la teoría de acoplamiento del olfato para reflejar con mayor precisión una gama de interacciones no covalentes además de la forma, sigue siendo la teoría principal, tanto en la química comercial de fragancias como en la biología molecular académica. Tres años después de que Moncrieff propusiera la teoría, John Amoore especuló además que los más de diez mil olores distinguibles por el sistema olfativo humano eran el resultado de la combinación de siete olores primarios básicos que se correlacionan con los receptores de olor para cada uno, tanto como el espectro de colores percibidos en la luz visible. se genera mediante la activación de tres receptores de colores primarios. [5]Los siete olores principales de Amoore incluían sudoroso, espermático, a pescado, maltoso, urinario y almizclado. Su trabajo más convincente lo realizó sobre el olor alcanforado, para lo cual postuló una cavidad hemisférica en la que se podían unir moléculas esféricas, como alcanfor , ciclooctano y naftaleno .
Cuando Linda Buck y Richard Axel publicaron su investigación ganadora del Premio Nobel sobre los receptores olfativos en 1991, identificaron en ratones 1,000 receptores acoplados a proteína G utilizados para el olfato. [6] Dado que todos los tipos de receptores de proteína G actualmente conocidos se activan mediante la unión (acoplamiento) de moléculas con conformaciones (formas) altamente específicas e interacciones no covalentes, se supone que los receptores olfativos operan de manera similar. Investigaciones adicionales sobre los sistemas olfativos humanos identificaron 347 receptores olfativos.
Una versión reciente de la teoría de la forma anteriormente nombrada, también conocida como teoría de odótopos o teoría de la forma débil, sostiene que una combinación de receptores activados es responsable de cualquier olor, a diferencia del modelo anterior de un receptor, una forma, un olor. Los receptores en el modelo de odótopos reconocen solo pequeñas características estructurales en cada molécula, y el cerebro es responsable de procesar la señal combinada en un olor interpretado. Gran parte del trabajo actual sobre la teoría del acoplamiento se centra en el procesamiento neuronal, más que en la interacción específica entre el olor y el receptor que genera la señal original. [7]
Se han realizado numerosos estudios para dilucidar la compleja relación entre el acoplamiento de una molécula olorosa y su carácter olfativo percibido, y los químicos de fragancias han propuesto modelos de estructura para los olores de ámbar, sándalo y alcanfor, entre otros.