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苦味呈味機理較為復雜，受苦味受體的影響，結構上完全不同的物質可以呈現出相同的苦味，且一些人只對某些苦味物質的苦味敏感，如6-丙基-2-硫尿嘧啶，而其他人對此物質質表現出較差的敏感性。苦味受體不僅自身具有疏水性，而且能吸附極性基。ElliotAdler等研究人員通過人鼠嵌合受體證明了T2Rs苦味受體的存在。T2Rs是七次跨膜受體，也即G蛋白偶聯受體（GPCRs）超家族中的成員。T2Rs表達具有選擇性，如在輪廓乳頭、葉狀乳頭和上顎味蕾中有15%-30%的受體細胞表達該受體，但在菌狀乳頭中只有不到10%的受體細胞表達該受體。單個味覺細胞能夠表達多種T2Rs受體，識別苦味配基的一個亞型的T2Rs數量很少，T2Rs大多在同一個受體細胞內聯合表達，這似乎說明不同的苦味物質能夠在相同的細胞中被感知。