TAS2R38
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1. 개요
TAS2R38은 구스타이신을 주요 신호 전달 방식으로 사용하는 쓴맛 수용체 단백질이다. 이 수용체는 페닐티오카바미드(PTC) 및 6-n-프로필티오우라실(PROP)과 같은 다양한 리간드에 반응하며, 구강뿐만 아니라 부비강, 기도, 심장 등 신체 여러 조직에서도 발현된다. TAS2R38 유전자형은 PTC와 PROP의 쓴맛 감지 능력에 영향을 미치며, 특히 AVI와 PAV 두 가지 주요 할로타입의 조합에 따라 개인의 쓴맛 감각이 달라진다. 이러한 유전자형은 십자화과 채소 섭취, 알코올 및 담배 섭취, 그리고 병원균 저항성과 관련이 있을 수 있으며, 만성 비부비동염과 같은 질병과의 연관성 연구도 진행되고 있다.
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| TAS2R38 | |
|---|---|
| 유전자 정보 | |
| 유전자 기호 | TAS2R38 |
| 유전자 이름 | 맛 수용체 2형 38번 |
| 염색체 위치 | 7q31 |
| 다른 명칭 | PTC 수용체 phenylthiocarbamide 수용체 PROP 수용체 |
 | |
| 기능 | |
| 기능 | 쓴맛 인지 |
| 리간드 | phenylthiocarbamide (PTC) propylthiouracil (PROP) goitrogens |
| 연관 질병 | |
| 질병 | 갑상선 질환 Duffy VB et al. 2004 위암 Choi et al. 2016 |
| 유전적 다양성 | |
| 유전자형 | PAV (강한 쓴맛) AVI (쓴맛에 둔감) |
| 관련 연구 | 쓴맛 인지, 음식 선호도, 흡연 행동 Risso et al. 2016 |
| 외부 링크 | |
| 유전자 카드 | TAS2R38 유전자 카드 |
| NCBI | 54722 |
| OMIM | 607751 |
| UniProt | Q9NYW2 |
2. 신호 전달
모든 TAS2R 단백질과 마찬가지로, TAS2R38은 G 단백질인 구스타이신을 주요 신호 전달 방식으로 사용한다. α- 및 βγ- 서브유닛 모두 맛 신호 전달에 중요하다.[5] 참조: 미각 수용체.
현재까지 TAS2R38 쓴맛 수용체에 대해 총 23개의 고유한 리간드가 확인되었다. 이러한 리간드들은 BitterDB 데이터베이스에 목록화되어 있다. 이 쓴맛 정보 저장소 내에서, PTC 및 PROP과 같은 리간드들은 광범위하게 연구되었다. 또한 TAS2R38은 리모닌, 감귤류 과일에서 흔히 발견되는 화합물, 인공 감미료인 사이클라메이트, 그리고 알레르기 질환 관리에 사용되는 항히스타민제인 클로르페니라민을 포함한 다른 리간드들과 상호작용한다. TAS2R38 수용체가 인식하는 리간드의 범위는 쓴맛 지각에 관련된 복잡한 분자 상호작용에 대한 이해를 더한다.
TAS2R38은 구강뿐만 아니라 구강 외 조직에서도 발현된다.[6] 사람의 부비강 상피 세포, 기도 평활근, 단핵구, 대식세포, 심장, 동맥, 갑상선, 피부 등과 같은 많은 조직에서 발현된다.[7] 구강 외 조직에서 발현되는 쓴맛 수용체는 다양한 기능적 생리학적 역할을 수행한다.
페닐티오카바미드(PTC)를 맛보는 능력 차이는 80여 년 전에 발견되었다.[8] 이후 PTC 맛 감지 능력은 7번 염색체와 관련이 있다는 것이 밝혀졌고,[9] 몇 년 후 ''TAS2R38'' 유전자형과 직접적인 관련이 있다는 사실이 드러났다.[2][3][8][9][10]
3. 리간드
4. 조직 분포
5. 임상적 중요성
유전자형이 개인의 맛 선호를 결정하는 메커니즘으로 제안되었지만, ''TAS2R38''은 현재까지 이러한 특성을 보이는 최초이자 유일한 맛 수용체이다.[4]
5. 1. PTC 민감성
페닐티오카바마이드(PTC)라는 쓴맛 화합물을 느끼는 능력 차이는 80여 년 전에 발견되었다.[8] 이후 PTC 맛 감지 능력은 7번 염색체와 관련이 있다는 것이 밝혀졌고,[9] 몇 년 후, ''TAS2R38'' 유전자형과 직접적인 관련이 있다는 사실이 드러났다.[2][3][8][9][10]
TAS2R38 유전자에는 A49P, V262A, I296V의 세 가지 일반적인 다형성이 존재하며,[11] 이들은 결합하여 두 개의 일반적인 할로타입과 몇 개의 매우 드문 할로타입을 형성한다. 두 가지 일반적인 할로타입은 AVI (흔히 "비미각자"라고 불림)와 PAV (흔히 "미각자"라고 불림)이다. 이러한 할로타입의 다양한 조합은 동형접합체—PAV/PAV 및 AVI/AVI—와 이형접합체—PAV/AVI—를 생성한다.[10] 이 유전자형은 PTC 맛 감지 능력의 85%까지 설명할 수 있다. PAV 다형성 유전자를 두 개 가진 사람(PAV/PAV)은 ''TAS2R38'' 이형접합체보다 PTC를 더 쓴맛으로 느끼고, AVI/AVI 다형성 유전자를 두 개 가진 사람은 PTC를 거의 맛이 없다고 느낀다. 이러한 다형성은 G 단백질 결합 도메인을 변경하여 맛에 영향을 주는 것으로 추정된다.[2]
쓴맛 물질은 대개 독성이 있기 때문에 "비미각자" 유전자형 및 표현형의 존재는 진화적으로 바람직하지 않은 것처럼 보인다. 그러나 여러 연구에 따르면 AVI 다형성은 아직 발견되지 않은 다른 쓴맛 화합물을 처리하는 완전히 새로운 수용체를 암호화할 수 있다.[3][8] 또한, 비미각자 대립 유전자의 존재는 대부분 이형접합자 개체군을 유지하는 것이 바람직하다는 것을 반영할 수 있다. 이 그룹의 사람들은 쓴맛 감지에 유연성을 갖게 되어 두 동형접합체 그룹보다 더 많은 수의 독소를 피할 수 있다.[8] 그러나 다른 연구에서는 AVI 비미각자 유전자형에 기능적 리간드가 없다고 제안한다.[12] 진화적 관점에서 볼 때, 고릴라와 침팬지의 참조 서열은 PAV 할로타입을 가지고 있는 반면, 쥐와 쥐는 PAI를 가지고 있다.[13]
이러한 유전자형에 따른 맛 표현형의 변화는 현재 ''TAS2R38''에만 해당한다. 유전자형이 개인의 맛 선호를 결정하는 메커니즘으로 제안되었지만, ''TAS2R38''은 지금까지 이러한 특성을 보이는 최초이자 유일한 맛 수용체이다.[4]
5. 2. PROP 민감성
TAS2R38 단백질은 PROP 쓴맛에 대한 민감성에도 영향을 미친다. PROP 쓴맛 감지는 수퍼테이스팅과 관련이 있으며, ''TAS2R38'' 유전자형이 PROP 미각 표현형과 관련이 있다.[1] ''TAS2R38'' 유전자형 외에도 수퍼테이스팅 능력에 기여하는 다른 요인이 있을 수 있다. 버섯 유두(FP) 수와 PROP 쓴맛, ''TAS2R38'', 수퍼테이스팅 간의 관계는 추가 연구가 필요하다.
PROP의 쓴맛과 ''TAS2R38'' 유전자형은 알코올(술) 섭취와 관련하여 연구되었다. 연구에 따르면 알코올 섭취량은 에탄올의 쓴맛 정도와 상관관계가 있을 수 있는데, PROP를 더 쓴맛으로 느끼는 사람들은 에탄올의 맛도 덜 즐겁게 느낀다. 그러나 ''TAS2R38'' 유전자형과 알코올 맛 사이의 상관관계는 유의미하지 않았다. 즉, ''TAS2R38'' 유전자형은 알코올의 쓴맛 강도를 예측할 수 없었다(PROP의 쓴맛은 알코올의 쓴맛과 상관관계가 있었지만). 유전자형은 알코올 섭취량을 예측할 수 있었는데, 비미각자 대립유전자를 가진 사람들은 일년 동안 더 많은 알코올을 섭취하는 경향이 있었다. 이 현상에도 두 번째 유전적 요인이 기여하는 것으로 보인다. 버섯 유두의 밀도를 변화시키는 유전자가 이 두 번째 요인을 제공할 수 있다.[1]
PTC 민감도와 ''TAS2R38'' 유전자형은 흡연 행동과 관련하여 연구되었다. 한 연구에서는 PTC 미각자에 비해 비미각자가 담배를 더 많이 피울 수 있는데, 이는 담배 연기에 ''TAS2R38''을 활성화하는 화학 물질이 포함되어 있기 때문이라고 제안했다.[17]
''TAS2R38''의 유전자 변이는 음식 섭취 및 선호도, 그리고 비만 위험과 관련이 있었다. 유전자 변이는 과일, 단 음식 및 지방 섭취와 관련이 있으며, 연구에 따르면 비미각자는 비만을 유발할 수 있는 이러한 식품을 더 많이 섭취했다.[18]
5. 3. 십자화과 채소 섭취
글루코시놀레이트와 그 가수분해 생성물, 특히 아이소티오시아네이트 및 기타 황 함유 화합물은 브로콜리와 같은 십자화과 채소의 쓴맛을 유발한다.[14] 예비 연구에 따르면 TAS2R38 유전자를 통한 유전이 브로콜리의 쓴맛 감지에 부분적으로 영향을 줄 수 있다.[15]
물냉이, 겨자잎, 순무, 브로콜리 및 서양 고추냉이와 마찬가지로, 루타바가의 쓴맛 인지는 루타바가의 글루코시놀레이트를 감지하는 TAS2R 쓴맛 수용체에 영향을 미치는 유전자에 의해 결정된다. PAV/PAV 유전자형(수퍼테이스터)을 가진 민감한 사람은 루타바가를 AVI/AVI 유전자형을 가진 사람보다 두 배 더 쓴맛으로 느낀다. 혼합형(PAV/AVI)의 경우 루타바가 쓴맛 차이는 미미하다.[16] 따라서 민감한 사람은 일부 루타바가가 너무 써서 먹을 수 없다고 느낄 수 있다.
5. 4. 약물 소비
PROP의 쓴맛과 ''TAS2R38'' 유전자형은 알코올(술) 섭취와 관련하여 연구되었다. 연구에 따르면 알코올 섭취량은 에탄올의 쓴맛 정도와 상관관계가 있을 수 있는데, PROP를 더 쓴맛으로 느끼는 사람들은 에탄올의 맛도 덜 즐겁게 느낀다. 그러나 ''TAS2R38'' 유전자형과 알코올 맛 사이의 상관관계는 유의미하지 않았다. 즉, ''TAS2R38'' 유전자형은 알코올의 쓴맛 강도를 예측할 수 없었다(PROP의 쓴맛은 알코올의 쓴맛과 상관관계가 있었지만). 유전자형은 알코올 섭취량을 예측할 수 있었는데, 비미각자 대립유전자를 가진 사람들은 일년 동안 더 많은 알코올을 섭취하는 경향이 있었다. 이 현상에도 두 번째 유전적 요인이 기여하는 것으로 보인다. 버섯 유두의 밀도를 변화시키는 유전자가 이 두 번째 요인을 제공할 수 있다.[1]
PTC 민감도와 ''TAS2R38'' 유전자형은 흡연 행동과 관련하여 연구되었다. 한 연구에서는 PTC 미각자에 비해 비미각자가 담배를 더 많이 피울 수 있는데, 이는 담배 연기에 ''TAS2R38''을 활성화하는 화학 물질이 포함되어 있기 때문이라고 제안했다.[17]
5. 5. 병원균 저항성
쓴맛 수용체는 부비동 및 기도 내 다양한 세포 유형에서 발현된다. AHL은 세균 쿼럼 감지에 관여하는 신호 분자의 일종으로, T2R38을 활성화하는 리간드 중 하나이다. 이러한 작용제를 만나면 수용체는 T2R 활성화에 의존하는 신호 전달 연쇄 반응을 시작한다. 결과적으로 이 연쇄 반응은 강력한 살균제인 산화 질소(NO)의 방출을 유발하여 살균 활성과 점액섬모 청소(MCC)의 증진을 촉진한다.[19]
특히, 난치성 만성 비부비동염(CRS)과 *TAS2R38* 유전자의 비보호적 유전자 변이 사이에 상관관계가 관찰되었다. *TAS2R38*과 관련된 특정 다형성은 CRS 환자에서 알레르기, 천식, 비 용종, 아스피린 민감성 및 당뇨병 발생률 감소와 관련이 있지만, 아직 통계적 유의성은 확립되지 않았다.[20]
참조
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논문
Bitter receptor gene (TAS2R38), 6-n-propylthiouracil (PROP) bitterness and alcohol intake
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논문
Bitter taste study in a sardinian genetic isolate supports the association of phenylthiocarbamide sensitivity to the TAS2R38 bitter receptor gene
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논문
Genetics of individual differences in bitter taste perception: lessons from the PTC gene
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논문
Taste receptor genes
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Molecular mechanisms of bitter and sweet taste transduction
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논문
Extra-oral bitter taste receptors: New targets against obesity?
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