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글루타민산 수용체 채널의 구조와 기능

전문가 제언: ○ 대뇌피질은 뇌간에 있는 A, B 신경계 특히 A6 노르에피네프린 신경계와 A10 도파민 신경계에 의해 쾌적하게 조절되어 활력과 각성작용을 나타내며 억제성 신경전달 물질인 GABA에 의해 활력과 각성작용이 억제된다. 억제성 GABA 신경계가 어떤 이유로 기능이 저하되거나 결핍되면 모노아민 신경전달 물질계나 흥분성 신경전달 물질계를 효과적으로 제어하고 통제하지 못하게 되어 간질, 무도 병, 운동장애, 요독증, 광견병, 파상풍, 히스테리, 스트리크닌 중독, 자간증(子癎症 eclampsia), 뇌종양 등이 발생할 수 있다.

○ 벤조디아제핀(benzodiazepine)계 진정제는 GABA 신경전달 물질의 수용체와 결합하여 염소이온 채널을 활성화시킴으로써 진정효과와 항불안효과를 나타낸다. 외부에서 들어온 약물과 같은 작용으로 뇌에서 불안을 일으키는 물질인 베타-카르보린(β-carboline) 계통의 여러 가지 물질이 GABA 수용체에 강하게 결합한다는 사실이 입증되었다. 그러나 이 베타-카르보린계 물질은 억제성 GABA 수용체와 강하게 결합은 하지만 진정효과나 항불안효과는 나타내지 않고 오히려 초조나 불안을 나타내는 것으로 알려져 있다.

○ 뇌에 존재하는 대부분의 흥분성 시냅스는 신경전달 물질인 글루타민산염(glutamate)에 의해서 개폐되는 이온 채널인 AMPA 수용체를 이용한다. 간질성 생쥐 모델에서 돌연변이가 유발된 뇌 특이성 막 투과성 단백질인 스타가진(stargazin)은 뇌 신호전달에 대한 효과를 통해서 AMPA 수용체에 영향을 준다. 최근 이 단백질이 채널의 불활성화 및 둔감화에도 영향을 준다는 사실이 밝혀졌다.

– 스타가진의 세포 내부 말단은 수용체의 정보교환량을 측정하고, 세포 외부로 돌출되어 있는 외부 도메인은 채널의 개폐를 조절한다. 스타가진의 외부 도메인과 해마에 존재하는 AMPA 수용체의 상호작용을 차단한 결과, 시냅스 반응 시간을 변화시킬 수 있다는 것을 알았으며 스타가진이 뇌에서 시냅스 신호전달을 조절한다는 사실을 밝힐 수 있었다. 또한 스타가진과 AMPA 수용체 간의 상호작용은 정신분열증과 같은 신경학적 질환과의 관련성도 있는 것으로 추정되고 있다.

저자: Hisashi Mori
자료유형: 학술정보