맨위로가기

호르몬 수용체

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
목차

1. 개요

호르몬 수용체는 호르몬에 결합하여 세포 반응을 유도하는 단백질로, 다양한 구조와 기능을 가지며, 세포 신호 전달 및 유전자 발현 조절에 중요한 역할을 한다. 호르몬 수용체는 리간드 결합을 통해 입체 구조 변화를 겪고 신호 전달 경로를 활성화시키며, 세포 내 수용체와 세포 표면 수용체로 분류된다. 세포 내 수용체는 핵 수용체로, 유전자 발현을 직접 조절하며, 세포 표면 수용체는 G 단백질 연결 수용체와 같은 방식으로 2차 전달자를 생성하여 세포 내 변화를 유도한다. 호르몬 수용체는 유전자 발현을 보조하며, 리간드 결핍은 골다공증과 같은 질병을 유발할 수 있다. 수용성 호르몬 수용체는 펩타이드 호르몬에 결합하며, 지용성 호르몬 수용체는 스테로이드 호르몬과 결합하여 유전자 활성을 조절한다.

더 읽어볼만한 페이지

  • 수용체 - 광수용체
    광수용체는 망막의 빛을 감지하는 세포로, 간상세포, 원추세포, ipRGCs로 구성되어 명암, 색깔, 생체 리듬 조절 등 시각 정보를 뇌로 전달하며, 이 과정의 이상은 시각 질환을 유발할 수 있다.
  • 수용체 - 에스트로겐 수용체
    에스트로겐 수용체는 세포 내에서 에스트로겐과 결합하여 유전자 발현을 조절하는 단백질로, ERα와 ERβ의 두 가지 주요 아이소폼이 존재하며, 유방암, 폐경, 비만 등 다양한 질병과 관련되어 선택적 에스트로겐 수용체 조절제의 표적이 되고 비유전체적 신호 전달 경로에도 관여한다.
  • 내재성 막 단백질 - 광계
    광계는 틸라코이드 막에 위치하며 빛 에너지를 화학 에너지로 전환하는 단백질 복합체로, 광수집 복합체에 둘러싸인 반응 중심을 가지며 물 분해를 통해 전자를 얻고 산소를 방출하는 광계 II와 NADPH를 생성하는 광계 I 두 가지 주요 유형으로 나뉜다.
  • 내재성 막 단백질 - 사이토크롬 b6f 복합체
    사이토크롬 b6f 복합체는 광합성에서 광계 II와 광계 I 사이의 전자 및 에너지 전달을 매개하고 틸라코이드 막을 가로질러 양성자를 수송하여 ATP 합성을 촉진하는 단백질 복합체로서, 순환적 광인산화에도 중요한 역할을 하며 사이토크롬 bc1 복합체와 구조적 유사성을 갖는 8개의 소단위체로 구성된 이량체이다.
호르몬 수용체
일반 정보
다양한 호르몬 수용체
종류단백질 그룹
설명호르몬에 결합하여 세포 반응을 유도하는 수용체
관련 항목호르몬
세포 신호 전달
유전자 발현
상세 정보
기능호르몬 결합
세포 신호 전달 개시
유전자 발현 조절
위치세포 표면
세포질
핵
활성화 메커니즘리간드 결합
이량체화
인산화
예시에스트로겐 수용체
인슐린 수용체
안드로겐 수용체
글루코코르티코이드 수용체
관련 질병유방암
당뇨병
전립선암
쿠싱 증후군

2. 일반적인 리간드 결합

신호 분자는 호르몬 수용체에 결합하여 수용체의 입체구조적 변화를 유도하여 세포 반응을 유도하는 신호전달 캐스케이드를 시작한다.


호르몬 수용체는 약한 상호작용이 축적되어 호르몬에 결합한다. 효소와 수용체는 상대적으로 크기가 커서 표면적이 넓기 때문에 이러한 약한 상호작용이 일어날 수 있다. 이러한 결합은 극성, 비극성, 전하, 중성, 친수성 또는 소수성 잔기 사이의 상호작용이 상보성을 가지기 때문에 매우 특이적이다. 결합 시 수용체는 종종 입체구조적 변화를 겪고, 리간드와 결합하여 신호전달 경로를 활성화시킨다. 호르몬과 수용체 사이의 매우 특이적이고 고친화성 상호작용으로 인해, 매우 낮은 농도의 호르몬도 상당한 세포 반응을 일으킬 수 있다.[28] 수용체는 호르몬의 기능과 리간드의 구조에 따라 다양한 구조를 가질 수 있다. 따라서 수용체에 대한 호르몬의 결합은 협동적 결합, 가역적 및 비가역적 상호작용, 다중 결합 부위에 의해 매개될 수 있는 복잡한 과정이다.[25]

3. 기능



호르몬 수용체는 약한 상호작용들이 축적되어 호르몬에 결합한다. 효소와 수용체는 상대적으로 크기가 커 넓은 표면적을 가지는데, 이는 약한 상호작용이 일어나는 기반을 제공한다. 이러한 결합은 극성, 비극성, 전하, 중성, 친수성 또는 소수성 잔기 사이의 상호작용이 서로 상보적이기 때문에 매우 특이적이다. 호르몬과 결합하면 수용체는 입체구조적 변화를 겪고, 추가로 신호전달 리간드와 결합하여 신호전달 경로를 활성화시킨다. 호르몬과 수용체 사이의 매우 특이적이고 높은 친화성을 가진 상호작용으로 인해, 매우 낮은 농도의 호르몬도 상당한 세포 반응을 일으킬 수 있다.[28] 수용체는 호르몬의 기능과 리간드의 구조에 따라 다양한 구조를 가질 수 있다. 따라서 호르몬과 수용체의 결합은 협동적 결합, 가역적 및 비가역적 상호작용, 다중 결합 부위에 의해 매개될 수 있는 복잡한 과정이다.[25]

3. 1. 신호 전달

호르몬은 수용체에서 반응을 일으켜 신호전달을 개시한다. 호르몬 수용체는 다른 분자와 상호작용하여 영양 공급, 생장, 대사 기능 등의 변화를 유도한다.[29] 이러한 신호전달 경로는 다양한 신호가 서로 활성화 및 억제 작용을 하는 피드백 루프를 통해 조절된다. 신호전달로 영양소가 증가하면, 해당 영양소는 수용체에 다시 신호를 보내 추가 생산을 막는 경쟁적 저해제로 작용한다.[6] 신호전달 경로는 유전자 발현 활성화/비활성화, 대사 산물 수송 효소 활성 제어를 통해 세포의 생장 및 대사 기능을 조절한다.[7]

3. 1. 1. 세포내 수용체

세포내 수용체와 핵 수용체는 세포가 내부 변화와 신호에 직접 반응하는 방식에 관여한다. 세포내 수용체는 세포막을 통과하는 소수성 리간드에 의해 활성화된다. 모든 핵 수용체는 구조가 매우 유사하며 본질적인 전사 활성으로 설명된다. 본질적인 전사에는 전사 활성화,[31] DNA 결합,[32] 리간드 결합[33]이라는 세 가지 도메인이 포함된다.[34] 이러한 도메인과 리간드는 소수성이며 막을 통해 이동할 수 있다.[35] 거대분자와 리간드 분자가 세포 내로 이동하면 반응이 활성화될 때까지 다양한 세포 환경을 통해 세포 내 신호전달의 복잡한 수송 시스템이 가능해진다.[36] 핵 수용체는 특정 유전자를 발현하기 위해 세포의 요구를 특별히 돕는 특별한 종류의 세포내 수용체이다. 핵 수용체는 근처 유전자의 전사를 발현하거나 억제하기 위해 특정 DNA 서열을 표적으로 삼아 DNA에 직접적으로 결합하는 경우가 많다.[24]

3. 1. 2. 세포 표면 수용체

호르몬 또는 기타 세포 외 신호는 막관통 수용체라고도 알려진 세포 표면 수용체에 결합하여 세포 내 변화를 유도할 수 있다.[28] 이러한 상호작용을 통해 호르몬 수용체는 세포 내에서 반응을 돕기 위한 2차 전달자를 생성할 수 있다. 2차 전달자는 결국 세포 기능을 변화시키는 복잡한 신호전달 시스템에 들어가기 위해 세포내 수용체와 상호작용하도록 보내질 수도 있다.[25]

G 단백질 연결 수용체(GPCR)는 막관통 수용체의 주요 부류이다. G 단백질의 특징으로는 GDP/GTP 결합, GTP 가수분해 및 구아노신 뉴클레오타이드 교환이 있다.[37][38] 리간드가 G 단백질 연결 수용체에 결합하면 수용체의 입체구조가 바뀌고, 이로 인해 수용체의 서로 다른 막 도메인 사이의 세포 내 루프가 G 단백질과 상호작용을 하게 된다. 이러한 상호작용은 GDP를 GTP로 교환하게 하며, 이는 G 단백질의 α 소단위체 내에서 구조적 변화를 촉발한다.[39][38][37] 이러한 변화는 α 소단위체와 β-γ 복합체의 상호작용을 방해하여 GTP가 결합한 α 소단위체가 β-γ 복합체와 분리된다. GTP-α 단량체는 다양한 세포 표적과 상호작용을 한다. β-γ 이량체는 또한 세포 내 효소(예: 아데닐산 고리화효소)를 자극할 수 있지만 GTP-α 단량체 만큼 많은 표적을 갖고 있지는 않다.[38]

3. 2. 유전자 발현 보조

호르몬 수용체는 DNA와 직접 상호작용하거나 신호전달 경로와 교차하여 전사인자처럼 작용할 수 있다.[24] 이 과정은 보조 조절인자(coregulator)를 통해 매개된다. 리간드가 없으면 수용체 분자는 보조 억제인자(corepressor)에 결합하여 유전자 발현을 억제하고, 히스톤 탈아세틸화효소를 통해 염색질을 압축한다. 리간드가 존재하면 핵 수용체는 다양한 보조 활성인자(coactivator)를 모집하기 위해 입체구조적 변화를 겪는다. 이 분자들은 염색질을 리모델링하는 역할을 한다. 호르몬 수용체는 보조 조절인자 복합체와 상호작용할 수 있는 매우 구체적인 모티프를 가지고 있다.[40] 이는 수용체가 세포 외 환경과 즉각적인 세포 구성 모두에 따라 유전자 발현의 조절을 유도할 수 있는 메커니즘이다. 스테로이드 호르몬과 수용체에 의한 유전자 발현의 조절은 유전자 발현을 돕는 가장 강력한 분자 상호작용이다.[24]

리간드 또는 수용체 부족으로 인한 핵 수용체 결합 문제는 세포에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 리간드에 대한 의존성은 유전자 발현을 조절할 수 있는 데 가장 중요한 부분이므로 리간드의 부재는 이 과정에서 심각성을 초래한다. 예를 들어, 에스트로젠 결핍은 골다공증의 원인이며 적절한 신호전달 캐스케이드를 겪지 못하면 뼈의 성장과 강화가 방해받는다. 핵 수용체 매개 경로의 결핍은 골다공증과 같은 질병의 발병에 중요한 역할을 한다.[41]

4. 분류

호르몬 수용체는 크게 수용성 호르몬 수용체와 지용성 호르몬 수용체로 분류할 수 있다.

사람의 에스트로젠 수용체를 나타내는 이미지. DNA는 오렌지와 파란색, 에스트로젠 수용체는 흰색, 아연 원자는 녹색으로 표현됨.


수용성 호르몬 수용체는 당단백질, 카테콜아민, 폴리펩타이드 등으로 구성된 펩타이드 호르몬이 결합하는 수용체이다. 갑상샘 자극 호르몬, 여포 자극 호르몬, 황체형성 호르몬, 인슐린 등이 펩타이드 호르몬에 속하며, 세포막을 통과할 수 없어 세포막에 위치한 수용체에 결합한다.[42] G 단백질 연결 수용체와 효소 연결 수용체가 대표적이며, 2차 전달자를 통해 세포 내 신호를 전달한다.

지용성 호르몬 수용체는 스테로이드 호르몬 및 관련 호르몬이 결합하는 수용체이다. 지용성 호르몬은 세포 내로 확산되어 DNA의 특정 서열에 결합하여 유전자 발현을 조절한다.[44] 당질 코르티코이드(당질 코르티코이드 수용체), 에스트로젠(에스트로젠 수용체), 안드로젠(안드로젠 수용체), 갑상샘 호르몬(T3) (갑상샘 호르몬 수용체), 칼시트라이올(비타민 D의 활성형) (칼시트라이올 수용체) 및 레티노이드(비타민 A) (레티노이드 수용체) 등이 여기에 속한다. 수용체-단백질 상호작용은 호르몬의 흡수 및 파괴를 유도하여 체내 농도를 조절한다.[46]

4. 1. 수용성 호르몬 수용체

당단백질, 카테콜아민, 폴리펩타이드로 구성된 펩타이드 호르몬(갑상샘 자극 호르몬, 여포 자극 호르몬, 황체형성 호르몬, 인슐린 등)은 수용성 호르몬이다. 이들 분자는 지용성이 아니기 때문에 세포막을 통과해서 확산될 수 없다. 따라서 펩타이드 호르몬에 대한 수용체는 원형질막에 위치한 수용체 단백질에 결합되어 있기 때문에 원형질막에 위치한다.[42]

수용성 호르몬은 아미노산으로부터 유래하며 실제로 필요할 때까지 내분비 세포에 위치하고 저장된다.[43]

막관통 수용체이면서 호르몬 수용체의 두 가지 주요 유형은 G 단백질 연결 수용체와 효소 연결 수용체이다. 이들 수용체는 일반적으로 cAMP, cGMP, 이노시톨 1,4,5-삼중인산(IP3) 및 칼슘(Ca2+)-칼모둘린 시스템을 포함한 세포 내 2차 전달자를 통해 기능한다.

4. 2. 지용성 호르몬 수용체



스테로이드 호르몬 수용체 및 관련 수용체는 일반적으로 유전자 활성화를 통해 기능하는 가용성 단백질이다. 지용성 호르몬은 세포 내로 확산되어 DNA의 특정 서열을 표적으로 삼는다. 세포 내로 확산된 지용성 호르몬은 (세포 내) 수용체와 결합하여 핵으로 이동한다.[44] 이 반응 요소는 수용체에 결합된 스테로이드 복합체에 의해 결합되는 DNA 서열(프로모터)이다. 수용체 자체는 아연 핑거 단백질이다.[45] 이러한 수용체에는 당질 코르티코이드(당질 코르티코이드 수용체), 에스트로젠(에스트로젠 수용체), 안드로젠(안드로젠 수용체), 갑상샘 호르몬(T3) (갑상샘 호르몬 수용체), 칼시트라이올(비타민 D의 활성형) (칼시트라이올 수용체) 및 레티노이드(비타민 A) (레티노이드 수용체)에 대한 수용체가 포함된다. 수용체-단백질 상호작용은 체내 농도를 조절하기 위해 해당 호르몬의 흡수 및 파괴를 유도한다. 많은 신체 시스템이 스테로이드에 의존하기 때문에, 이는 스테로이드 호르몬에 대해 특히 중요하다.[46]

5. 호르몬 수용체의 목록

호르몬 수용체 중 일부는 특정 종(예: 사람)에서 단일 유전자에 의해 암호화된 단일 분자가 있다. 다른 경우에는 해당 부류에 여러 분자가 있다.


  • 안드로젠 수용체
  • 비타민 D 수용체
  • 부신겉질자극호르몬 방출호르몬 수용체 1
  • 부신겉질자극호르몬 방출호르몬 수용체 2
  • 에스트로젠 수용체
  • 여포자극호르몬 수용체
  • 글루카곤 수용체
  • 생식샘자극호르몬 수용체
  • 생식샘자극호르몬 방출호르몬 수용체
  • 성장 호르몬 수용체
  • 인슐린 수용체
  • 황체형성 호르몬
  • 프로제스테론 수용체
  • 레티노이드 수용체
  • 소마토스타틴 수용체
  • 갑상샘 호르몬 수용체
  • 갑상샘자극호르몬 수용체

참조

[1] 논문 Nuclear hormone receptors and gene expression 2001-07-01
[2] 논문 Insulin receptors: binding kinetics and structure-function relationship of insulin 1984-10-01
[3] 논문 Adrenal steroid receptors and actions in the nervous system 1986-10-01
[4] 뉴스 Understanding Hormone Receptors and What They Do http://www.breastcan[...] 2017-04-06
[5] 서적 Principles of Biochemistry Worth
[6] 논문 Thyroid Hormone Regulation of Metabolism 2014-04-01
[7] 논문 Mechanism of signaling by growth hormone receptor 1996-10-01
[8] 웹사이트 Mechanism of Action: Hormones with Intracellular Receptors http://www.vivo.colo[...] 2017-04-06
[9] 웹사이트 Molecular Biology http://www.uh.edu/~p[...] 2017-04-06
[10] 논문 The DNA-binding domain mediates both nuclear and cytosolic functions of p53 2014-06-01
[11] 웹사이트 Ligand Binding Domain http://www.ks.uiuc.e[...] 2017-04-06
[12] 뉴스 Cell signalling http://www.open.edu/[...] 2017-04-06
[13] 논문 The asialoglycoprotein receptor: relationships between structure, function, and expression 1995-07-01
[14] 서적 Principles of endocrinology and hormone action
[15] 서적 Hormone Receptors Springer International Publishing 2016
[16] 서적 Molecular endocrinology Academic Press 1989
[17] 논문 Estrogen and Thyroid Hormone Receptor Interactions: Physiological Flexibility by Molecular Specificity 2002-01-10
[18] 논문 Nuclear Receptors in Bone Physiology and Diseases 2013-04-01
[19] 논문 Mechanisms of Hormone Action https://www.boundles[...] 2016-10-23
[20] 웹사이트 'e.hormone {{!}} Endocrine System : Types of Hormones' http://e.hormone.tul[...] 2017-04-06
[21] 웹사이트 The Endocrine System http://classes.midla[...] 2017-04-06
[22] 웹사이트 Steroid Hormone Receptors and their Response Elements http://users.rcn.com[...] 2006-05-01
[23] 논문 The Oxytocin Receptor System: Structure, Function, and Regulation 2001-04-01
[24] 논문 Nuclear hormone receptors and gene expression 2001-07-01
[25] 논문 Insulin receptors: binding kinetics and structure-function relationship of insulin https://archive.org/[...] 1984-10-01
[26] 논문 Adrenal steroid receptors and actions in the nervous system 1986-10-01
[27] 뉴스 Understanding Hormone Receptors and What They Do http://www.breastcan[...] 2017-04-06
[28] 서적 Principles of Biochemistry Worth
[29] 논문 Thyroid Hormone Regulation of Metabolism 2014-04-01
[30] 논문 Mechanism of signaling by growth hormone receptor https://archive.org/[...] 1996-10-01
[31] 웹인용 Molecular Biology http://www.uh.edu/~p[...] 2017-04-06
[32] 논문 The DNA-binding domain mediates both nuclear and cytosolic functions of p53 2014-06-01
[33] 웹인용 Ligand Binding Domain http://www.ks.uiuc.e[...] 2017-04-06
[34] 웹인용 Mechanism of Action: Hormones with Intracellular Receptors http://www.vivo.colo[...] 2017-04-06
[35] 뉴스 Cell signalling http://www.open.edu/[...] 2017-04-06
[36] 저널 The asialoglycoprotein receptor: relationships between structure, function, and expression https://archive.org/[...] 1995-07-01
[37] 서적 Principles of endocrinology and hormone action
[38] 간행물 Hormone Receptors Springer International Publishing 2016
[39] 서적 Molecular endocrinology https://archive.org/[...] Academic Press 1989
[40] 저널 Estrogen and Thyroid Hormone Receptor Interactions: Physiological Flexibility by Molecular Specificity 2002-01-10
[41] 저널 Nuclear Receptors in Bone Physiology and Diseases 2013-04-01
[42] 저널 Mechanisms of Hormone Action https://www.boundles[...] 2016-10-23
[43] 웹인용 'e.hormone {{!}} Endocrine System : Types of Hormones' http://e.hormone.tul[...] 2017-04-06
[44] 웹인용 The Endocrine System http://classes.midla[...] 2017-04-06
[45] 웹인용 Steroid Hormone Receptors and their Response Elements http://users.rcn.com[...] 2006-05-01
[46] 저널 The Oxytocin Receptor System: Structure, Function, and Regulation https://archive.org/[...] 2001-04-01


본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com