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신경전달물질 수용체

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목차

1. 개요

신경전달물질 수용체는 신경 세포 및 신경아교세포의 세포 표면에 위치하며, 시냅스에서 신경전달물질을 받아들여 신호 전달을 매개하는 단백질이다. 이들은 세포의 특정 영역에 위치하거나, 신체의 다른 부위에 존재하며 억제성 또는 흥분성 신호를 전달할 수 있다. 신경전달물질 수용체는 리간드 개폐 이온 통로(LGIC)와 G 단백질 연결 수용체(GPCR)의 두 가지 주요 유형으로 나뉜다. LGIC는 신경전달물질 결합에 의해 이온 통로가 열리고 닫히는 방식으로 작동하며, GPCR은 세포 외부 분자를 감지하여 세포 내 신호 전달 경로를 활성화한다. 신경전달물질 수용체는 리간드에 의한 탈감작을 겪을 수 있으며, 다양한 신경전달물질에 대한 여러 종류의 수용체가 존재한다.

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신경전달물질 수용체
개요
유형단백질
기능신경 전달 신호 수신
세포 신호 전달
관련 질병다양한 신경 질환
상세 정보
역할
종류이온성 수용체
G 단백질 연결 수용체
티로신 키나아제 수용체
세포 내 수용체
자기 수용체
특징신경 전달 물질에 대한 높은 특이성을 가진다.
결합 시 세포 내 신호 전달 경로를 활성화한다.
약물 표적으로 활용될 수 있다.

2. 위치

신경전달물질 수용체는 신경 세포와 신경아교세포의 세포 표면에 위치한다. 시냅스에서 한 뉴런은 신경전달물질을 통해 다른 뉴런으로 메시지를 전달한다. 따라서 메시지를 수신하는 시냅스후 뉴런은 막의 특정 위치에 신경전달물질 수용체를 모아 놓는다. 신경전달물질 수용체는 가지돌기, 축삭돌기 및 신경세포체와 같은 뉴런 막의 모든 영역에 삽입될 수 있다.[34] 수용체는 신체의 다른 부분에 위치하여 특정 신경전달물질에 대한 억제성 수용체 또는 흥분성 수용체 역할을 할 수 있다.[35] 이에 대한 예로는 신경전달물질인 아세틸콜린(ACh)에 대한 수용체가 있다. 어떤 아세틸콜린 수용체는 골격근의 신경근 접합부에 위치하여 근육 수축(흥분성)을 촉진하는 반면, 다른 수용체는 심장에 위치하여 심박수를 낮춘다(억제성).[35]

3. 이온성 수용체: 신경전달물질 개폐 이온 통로

리간드 개폐 이온 통로(LGIC)는 이온성 수용체 또는 이온 통로 연결 수용체의 한 유형이다. 신경전달물질[36]과 같은 화학적 메신저(즉, 리간드)[37]의 결합에 반응하여 열리거나 닫히는 막관통 이온 통로이다.

리간드 개폐 이온 통로


리간드 개폐 이온 통로에서 내인성 리간드의 결합 부위는 일반적으로 이온 전도 구멍이 있는 부위와 다른 부분(알로스테릭 결합 부위)에 위치한다. 리간드 결합과 이온 통로의 열림 또는 닫힘 사이의 직접적인 연결은 리간드 개폐 이온 통로의 특징이며, 2차 전달자를 사용하는 대사성 수용체의 간접적인 기능과 대조된다. 리간드 개폐 이온 통로는 전압 개폐 이온 통로(막 전위에 따라 열리고 닫힘) 및 인장 개폐 이온 통로(세포막의 기계적 변형에 따라 열리고 닫힘)와도 다르다.[36][38]

4. 대사성 수용체: G 단백질 연결 수용체

G 단백질 연결 수용체(GPCR)는 7-막관통 도메인 수용체, 7TM 수용체, 7나선 수용체, 세르펜틴 수용체 등으로도 불린다. 세포 외부의 분자를 감지하고 내부 신호전달 경로 및 궁극적으로 세포 반응을 활성화하는 막관통 수용체의 대규모 단백질 패밀리이다. 효모, 동정편모충류[39] 및 동물을 포함한 진핵생물에서만 발견된다. 이러한 수용체와 결합하고 활성화시키는 리간드에는 감광성 화합물, 냄새 분자, 페로몬, 호르몬 및 신경전달물질이 포함되며 저분자에서 펩타이드, 큰 단백질에 이르기까지 크기가 다양하다. G 단백질 연결 수용체는 많은 질병에 관여하며, 모든 현대 의약품의 약 30%의 표적이기도 하다.[40][41]

G 단백질 연결 수용체와 관련된 두 가지 주요 신호전달 경로는 cAMP 신호전달 경로와 포스파티딜이노시톨 신호전달 경로이다.[42] 리간드가 GPCR에 결합하면 GPCR의 입체구조적 변화가 발생하여 구아닌 뉴클레오타이드 교환인자(GEF)로 역할을 할 수 있다. 그런 다음 GPCR은 결합된 GDP를 GTP로 교환하여 관련된 G 단백질을 활성화시킨다. G 단백질의 α 소단위체는 결합된 GTP와 함께 β 및 γ 소단위체로부터 분리되어 α 소단위체의 유형(Gαs, Gαi/o, Gαq/11, Gα12/13)에 따라 세포내 신호전달 단백질 또는 표적 기능성 단백질에 직접적으로 영향을 미칠 수 있다.[43]

5. 탈감작 및 신경전달물질 농도

신경전달물질 수용체는 리간드에 의해 유발된 탈감작을 겪는다. 즉, 신경전달물질에 장기간 노출되면 반응이 일어나지 않을 수 있다.[44] 신경전달물질 수용체는 시냅스후 뉴런과 시냅스전 뉴런 모두에 존재하며, 시냅스후 뉴런은 신경전달물질을 수용하고, 시냅스전 뉴런은 특정 신경전달물질의 추가적인 방출을 방지한다.[44]

신경전달물질 수용체는 신경 세포 외에도 다양한 면역 조직과 근육 조직에서도 발견된다. 많은 신경전달물질 수용체는 세르펜틴 수용체 또는 G 단백질 연결 수용체(GPCR)로 분류되는데, 이는 세포막을 7번 관통하기 때문이다.

신경전달물질 수용체의 탈감작은 수용체 특이적 단백질 키나아제에 의한 인산화를 통해 일어날 수 있다. 인산화된 수용체는 아레스틴과 같은 억제 분자와의 친화성이 높아져 G 단백질과의 결합이 풀린다.

6. 신경전달물질 수용체의 예

다음은 신경전달물질 수용체의 몇 가지 주요 부류이다.[45]

수용체종류
아드레날린 수용체α1A, α1b, α1c, α1d, α2a, α2b, α2c, α2d, β1, β2, β3
아세틸콜린 수용체 (콜린작동성)
도파민 수용체 (도파민작동성)D1, D2, D3, D4, D5
GABA 수용체 (GABA작동성)GABAA, GABAB1a, GABAB1δ, GABAB2, GABAC
글루탐산 수용체 (글루탐산작동성)NMDA, AMPA, 카인산, mGluR1, mGluR2, mGluR3, mGluR4, mGluR5, mGluR6, mGluR7
글리신 수용체 (글리신작동성)글리신
히스타민 수용체 (히스타민 작동성)H1, H2, H3
오피오이드 수용체 (오피오이드작동성)μ, δ1, δ2, κ
5-HT 수용체 (세로토닌작동성)5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT1D, 5-HT1E, 5-HT1F, 5-HT2A, 5-HT2B, 5-HT2C, 5-HT3, 5-HT4, 5-HT5, 5-HT6, 5-HT7


6. 1. 아드레날린작동성 수용체

아드레날린 수용체는 다음과 같이 분류된다.[45][16]

  • α1A, α1b, α1c, α1d
  • α2a, α2b, α2c, α2d
  • β1, β2, β3

6. 2. 콜린작동성 수용체

아세틸콜린 수용체(콜린작동성)는 다음과 같다.[45]

6. 3. 도파민작동성 수용체

도파민 수용체(도파민작동성)에는 D1, D2, D3, D4, D5가 있다.[45][16]

6. 4. GABA작동성 수용체

GABA 수용체(GABA작동성)는 다음과 같다.[45][16]

종류
GABAA
GABAB1a
GABAB1δ
GABAB2
GABAC


6. 5. 글루탐산작동성 수용체

글루탐산 수용체(글루탐산작동성)는 다음과 같다.[45]

  • NMDA
  • AMPA
  • 카인산
  • mGluR1
  • mGluR2
  • mGluR3
  • mGluR4
  • mGluR5
  • mGluR6
  • mGluR7

6. 6. 글리신작동성 수용체

글리신 수용체(글리신작동성)는 글리신에 의해 활성화되는 수용체이다.[45]

6. 7. 히스타민 작동성 수용체

히스타민 수용체(히스타민 작동성)는 H1, H2, H3로 구성된다.[45][16]

6. 8. 오피오이드작동성 수용체

오피오이드 수용체(오피오이드작동성)에는 μ, δ1, δ2, κ가 있다.[45][16]

6. 9. 세로토닌작동성 수용체

5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT1D, 5-HT1E, 5-HT1F, 5-HT2A, 5-HT2B, 5-HT2C, 5-HT3, 5-HT4, 5-HT5, 5-HT6, 5-HT7[45][16]

참조

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[2] 웹사이트 Neurological Control - Neurotransmitters http://www.brainexpl[...] Brain Explorer 2011-12-20
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