Kokunun Kimyası
Taze biçilmiş çim, özenle hazırlanmış bir demet çiçek ve kışın içinizi ısıtan bir kupa sıcak çikolata... Koku, insanın duyuları arasında en kimyasal olandır. Anılarımızla bütünleşmiş olup geçmişimizin ayrılmaz bir parçasıdır. Peki koku duyusu nasıl oluşur?
Spesifik moleküller, bazı kokular ile özdeşleştirilse de çoğu maddenin kokusu birkaç molekülün kombinasyonu ile oluşur. Ayrıca, moleküllerdeki en küçük değişim bile kokuda inanılmaz bir değişeme sebep olabilir.
2,3-dimetilpirazin (1) ve 2,6-dimetilpirazin (2) gibi alkilpirazinler, kavrulmuş fıstığın özgün kokusundan sorumludur. Bu yapılar üzerinde çok küçük bir değişiklik yaparak kahveye kavrulmuş kokusunu veren “çikolata” moleküllerinden biri olan 2-etil-dimetilpirazini (3) elde edebiliriz. Yine bu moleküllerin fonksiyonel gruplarında yapılacak ufak değişimle yeşil bibere ayırt edici kokusunu veren 2-izobütil-3-metoksipirazin molekülü açığa çıkacaktır, ki bu molekül 0,002 ppm kadar yer aldığında bile kokusunu hissettirebilir.
Koklanabilmeleri için, moleküllerin önce buharlaşmaları veya süblimleşmeleri gerekir. Bu sebeple de çoğu nispeten küçük moleküllerdir. Ayrıca koku molekülleri lipofilik olmalı ve suda da bir miktar çözünebilmelidir. H20, O2, N2 ve sessiz katil olarak isimlendirilen CO molekülü uçucu olmalarına rağmen bu sebeple kokmaz.
Moleküller burundan geçerek burun deliklerinin tepesinde 2-3 m^2’lik bir dokuya ulaşır. Burada uçucu koku molekülleri, mukusla kaplı tüylerden meydana gelen koku reseptörleriyle buluşur.
Burada moleküller mukus içerisinde çözünür ve spesifik taşıma proteinleri tarafından reseptörlere ulaştırılırlar. Üşüttüğünüzde koku duyunuz, moleküller reseptörlere ulaşamadığı için azalır.
Moleküllerin koku reseptörü proteinlerini tetiklemesiyle beynin kokudan sorumlu spesifik bölgelerine sinir impulsları yollanır. Beyne ulaşan impulsların düzeni, molekülün beyin tarafından algılanan kokusunu oluşturur.
Richard Axel ve Linda Buck’ın Nobel ödülü ile onurlandırılan çalışmaları; tek bir molekülün yalnızca tek tip bir reseptörle anahtar-kilit ilişkisi içerisinde olmadığını, farklı koku moleküllerinin çok farklı kombinasyonlarda reseptörleri uyararak beyne özgün sinyaller yollayabildiğini ortaya koymuştur.
İnsan burnunda 340 farklı tip aktif koku reseptörü bulunmasına rağmen (Farelerde bu yaklaşık olarak 1000 tanedir), 10000’den fazla özgün kokuyu tanıyabilme özelliğimiz bu şekilde açıklığa kavuşmuştur.
Yazar: Simon Cotton
Çeviri ve Düzenleme: Başar Gültekin
Kaynakça: https://edu.rsc.org/feature/if-it-smells-its-chemistry/2020168.article