아데노신 수용체

아데노신 수용체(Adenosine receptor) 또는 P1 수용체는 아데노신을 내인성 리간드로 하는 퓨린성 G 단백질 연결 수용체의 한 종류이다. 인간에게 알려진 아데노신 수용체는 A1, A2A, A2B, A3의 네 가지가 있으며, 각각 다른 유전자에 의해 암호화된다.

아데노신 수용체는 일반적으로 카페인, 테오필린, 테오브로민과 같은 길항제로 잘 알려져 있으며, 이들이 수용체에 작용하여 커피, 차 (음료), 초콜릿의 각성 효과를 낸다.

약리학
섬네일|카페인은 아데노신 수용체를 차단하여 잠을 깨운다.

각 아데노신 수용체 유형은 일부 중복이 있지만 다른 기능을 한다. 예를 들어, A1 수용체와 A2A 수용체는 모두 심장에서 심근 산소 소비와 관상 순환 혈류를 조절하는 역할을 하며, A2A 수용체는 전신에 걸쳐 더 광범위한 항염증제 효과를 가지고 있다. 이 두 수용체는 뇌에서도 중요한 역할을 하는데, 도파민과 글루탐산과 같은 다른 신경전달물질의 방출을 조절한다. 반면 A2B 및 A3 수용체는 주로 말초에 위치하며 염증 및 면역 반응과 같은 과정에 관여한다.

아데노신 수용체에 작용하는 대부분의 오래된 화합물은 비선택적이며, 내인성 작용제인 아데노신은 심한 빠른맥 (빠른 심박수) 치료를 위해 병원에서 사용되며, 심장 조직의 네 가지 아데노신 수용체 모두에 작용하여 직접적으로 심장을 늦추는 역할을 한다. 또한 뇌의 A1 및 A2A 수용체에 작용하여 진정제 효과를 유발한다. 카페인과 테오필린과 같은 잔틴 유도체는 심장과 뇌 모두에서 A1 및 A2A 수용체의 비선택적 길항제로 작용하여 아데노신과 반대되는 효과를 내어 각성제 효과와 빠른 심박수를 유발한다. 이 화합물들은 또한 포스포다이에스터레이스 억제제로 작용하여 추가적인 항염증제 효과를 내고, 천식과 같은 질환의 치료에 의학적으로 유용하게 사용되지만, 과학 연구에는 덜 적합하다.

새로운 아데노신 수용체 작용제 및 길항제는 훨씬 더 강력하고 아형 선택성이 높으며, 개별 아데노신 수용체 아형의 차단 또는 자극 효과에 대한 광범위한 연구를 가능하게 했고, 이는 이제 많은 잠재적 의료 용도를 가진 새로운 세대의 더 선택적인 약물을 탄생시키고 있다. 이러한 화합물 중 일부는 여전히 아데노신 또는 잔틴 계열에서 파생되었지만, 이 분야의 연구자들은 구조적으로 완전히 다른 많은 선택적 아데노신 수용체 리간드를 발견하여 미래 연구를 위한 광범위한 가능한 방향을 제시했다.

아형
비교
+아데노신 수용체 수용체  유전자  메커니즘박스에 달리 명시되지 않는 한, 참조는:senselab   효과  작용제  길항제 A1   Gi/o → cAMP↑/↓
 억제
↓ 소포 방출
 기관지수축
 신장의 수입 세동맥 수축 심박수 감소N6-사이클로펜틸아데노신
N6-3-메톡실-4-하이드록시벤질 아데닌 리보사이드 (B2)
 아데노신
CCPA
특정 벤조디아제핀 및 바르비투르산계
2'-MeCCPA
GR 79236
SDZ WAG 994
벤질옥시-사이클로펜틸아데노신 (BnOCPA) 카페인
 테오필린
 8-사이클로펜틸-1,3-디메틸잔틴 (CPX)
 8-사이클로펜틸-1,3-다이프로필잔틴 (DPCPX)
 8-페닐-1,3-다이프로필잔틴
PSB 36 A2A   Gs → cAMP↑  관상 동맥 혈관 확장
 중추신경계 도파민성 활동 감소
 중추 신경원 흥분 억제N6-3-메톡실-4-하이드록시벤질 아데닌 리보사이드 (B2)
ATL-146e
 CGS-21680
 레가데노손
 아데노신
  카페인
 아미노필린
 테오필린
 이스트라데필린
 SCH-58261
 SCH-442,416
 ZM-241,385 A2B   Gs → cAMP↑

또한 최근 A2B가 Gq → DAG 및 IP3 → 칼슘 방출 → 칼모듈린 활성화 → 미오신 경쇄 인산화효소 활성화 → 미오신 경쇄 인산화 → 미오신 경쇄와 액틴 → 기관지수축을 유도하는 것으로 밝혀졌다. 기관지 경련5'-N-에틸카복스아미도아데노신
 BAY 60–6583
 아데노신
LUF-5835
LUF-5845 테오필린
 카페인
 CVT-6883
 MRS-1706
MRS-1754
PSB-603
PSB-0788
PSB-1115 A3   Gi/o → ↓cAMP심장 근육 이완
평활근 수축
 심장 허혈에서의 심장 보호
호중구 탈과립 억제2-(1-헥시닐)-N-메틸아데노신
CF-101 (IB-MECA)
 아데노신
2-Cl-IB-MECA
 CP-532,903
MRS-3558
  테오필린
 카페인
MRS-1191
MRS-1220
MRS-1334
MRS-1523
MRS-3777
MRE3008F20
PSB-10
PSB-11
VUF-5574

A1 아데노신 수용체

아데노신 A1 수용체는 전신에 걸쳐 광범위하게 분포하는 것으로 밝혀졌다.

메커니즘
이 수용체는 발현되는 대부분의 조직에서 억제 기능을 한다. 뇌에서는 여러 작용의 조합을 통해 대사 활동을 늦춘다. 시냅스 이전에서는 시냅스 소포 방출을 줄이고, 시냅스 이후에서는 NMDA 수용체의 마그네슘을 안정화시키는 것으로 밝혀졌다.출처?

길항 작용 및 작용 작용

특정 A1 길항제에는 8-사이클로펜틸-1,3-다이프로필잔틴 (DPCPX)과 사이클로펜틸테오필린 (CPT) 또는 8-사이클로펜틸-1,3-다이프로필잔틴 (CPX)이 포함되며, 특정 작용제에는 2-클로로-N(6)-사이클로펜틸아데노신 (CCPA)이 포함된다.

테카데노손은 셀로데노손과 마찬가지로 효과적인 A1 아데노신 작용제이다.

심장에서
내인성 아데노신의 A1 수용체는 A2A 수용체와 함께 심근 산소 소비 및 관상 혈류 조절에 중요한 역할을 한다. A1 수용체 자극은 전기 자극의 전도를 감소시키고 박동기 세포 기능을 억제하여 심박수를 감소시키는 심근 억제 효과를 나타낸다. 이는 아데노신을 빠른 부정맥, 즉 과도하게 빠른 심박수를 치료하고 진단하는 데 유용한 약물로 만든다. A1 수용체에 대한 이러한 효과는 심폐소생술 중 정맥 급속 투여 시 순간적인 심장 정지가 발생하는 이유를 설명하기도 한다. 급속 주입은 순간적인 심근 기절 효과를 유발한다.

정상 생리적 상태에서 이는 보호 메커니즘으로 작용한다. 그러나 저혈압으로 인한 저관류, 심장마비 또는 심실 세동이나 무맥성 심실 빈맥과 같은 무맥성 서맥으로 인한 심정지와 같이 심장 기능이 변화된 경우, 아데노신은 뇌 관류를 유지하기 위한 심박수 및 혈압의 필요한 보상 증가를 방해하여 생리적 기능에 부정적인 영향을 미친다.

신생아 의학에서
아데노신 길항제는 신생아 의학에서 널리 사용된다.

A1 발현 감소는 저산소증 유발 뇌실확대증 및 백질 손실을 예방하는 것으로 보이며, 이는 A1의 약리학적 차단이 임상적 유용성을 가질 수 있다는 가능성을 높인다.

테오필린과 카페인은 미숙아의 호흡을 자극하는 데 사용되는 비선택적 아데노신 길항제이다.

뼈 항상성
아데노신 수용체는 뼈의 항상성에 중요한 역할을 한다. A1 수용체는 파골 세포 분화 및 기능을 자극하는 것으로 나타났다.Kara FM, Doty SB, Boskey A, Goldring S.. (2010). Adenosine A1 Receptors (A1R) Regulate Bone Resorption II Adenosine A1R Blockade or Deletion Increases Bone Density and Prevents Ovariectomy-Induced Bone Loss. Arthritis Rheumatology . 62 (2), 534–541. 연구에 따르면 A1 수용체 차단은 파골 세포 기능을 억제하여 골밀도를 증가시킨다.

A2A 아데노신 수용체

A1과 마찬가지로 A2A 수용체는 심근 산소 소비 및 관상 혈류 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 여겨진다.

메커니즘
G-단백질 연결 수용체 계열의 구성원인 A2A 아데노신 수용체의 활동은 아데닐산 고리화효소를 활성화하는 G 단백질에 의해 매개된다. 이는 기저핵, 혈관 및 혈소판에 풍부하며 카페인의 주요 표적이다.

기능
A2A 수용체는 관상동맥을 확장시켜 심근으로 가는 혈류를 증가시키지만, 저혈압을 유발할 수 있는 방식으로 관상 순환의 혈류를 조절하는 역할을 한다. A1 수용체와 마찬가지로 이는 일반적으로 보호 메커니즘으로 작용하지만, 심장 기능이 변화된 경우에는 파괴적일 수 있다.

작용제 및 길항제
특정 길항제에는 이스트라데필린 (KW-6002)과 SCH-58261이 포함되며, 특정 작용제에는 CGS-21680과 ATL-146e가 포함된다.

뼈 항상성
A2A 수용체의 역할은 A1 수용체의 역할과 반대되는데, A2A 수용체는 파골세포 분화를 억제하고 조골 세포를 활성화한다. 연구에 따르면 A2A 수용체는 염증이 있는 뼈의 염증성 골 용해를 감소시키는 데 효과적이다. 이 역할은 뼈 재생을 돕고 뼈 부피를 증가시키는 새로운 치료법을 강화할 수 있다.

A2B 아데노신 수용체

이 막 단백질은 아데노신 존재 시 아데닐산 고리화효소 활성을 자극한다. 이 단백질은 또한 축삭 연장에 관여하는 네트린-1과 상호작용한다.

뇌에서
뇌에서 증가된 신경 활동에 반응하여 방출되는 아데노신에 의한 A2B 수용체 활성화는 성상교세포에서 cAMP–PKA 신호 전달 경로를 활성화하여 이러한 아교 세포에서 포도당 대사를 자극하여 신경 에너지 요구를 지원한다.

뼈 항상성
A2A 수용체와 유사하게 A2B 수용체는 조골 세포 분화를 촉진한다. 조골 세포는 중간엽 줄기세포(MSC)에서 유래하며, 이 세포는 연골세포로도 분화할 수 있다. A2B 수용체 자극에 관련된 세포 신호는 Runx2 유전자 발현을 통해 분화 경로를 연골세포가 아닌 조골 세포로 유도한다. 뼈 퇴행성 질환, 연령 관련 변화 및 부상 치료에 잠재적인 치료 적용이 가능하다.

A3 아데노신 수용체

연구에서 아데노신의 특정 신호 경로를 억제하는 것으로 나타났다. 이는 인간 흑색종 세포의 성장을 억제한다. 특정 길항제에는 MRS1191, MRS1523, MRE3008F20이 포함되며, 특정 작용제에는 Cl-IB-MECA와 MRS3558이 포함된다.

뼈 항상성
A3 수용체의 역할은 이 분야에서 덜 정의되어 있다. 연구에 따르면 A3 수용체는 파골 세포의 하향 조절에 중요한 역할을 한다. 조골 세포와 관련하여 그 기능은 모호하다.

리간드 친화성
아데노신 수용체 작용제
+주요 아데노신 수용체 작용제의 결합 친화성 (Ki, nM) 화합물  A1  A2A  A2B  A3  선택성 아데노신  ~100 (h)73 (r)  310 (h)150 (r)  15,000 (h)5100 (r)  290 (h)6500 (r)  비선택적 2-클로로아데노신  6.7 (r)  76 (r)  24,000 (h)  1890 (r)  A1-선택적 CV-1808  400 (r)  100 (r)       NECA  14 (h)5.1 (r)  20 (h)9.7 (r)  140 (h)1890 (h)1900 (m)  25 (h)113 (r)  비선택적 CGS-21680  289 (h)1800 (r)120 (rb)  27 (h)19 (r)  >10,000 (h)>10,000 (r)  67 (h)584 (r)673 (rb)  A2A-선택적 HENECA  60 (h)  6.4 (h)  6100  2.4 (h)  비선택적 BAY 60-6583  >10,000 (h)  >10,000 (h)  3–10 (h)330 (m)750 (d)340 (rb)  >10,000 (h)  A2B-선택적 참고: 값은 나노몰(nM) 단위이다. 값이 작을수록 화합물이 해당 부위에 더 강력하게 결합한다. 값 뒤의 괄호는 종을 나타낸다: h = 인간, r = 쥐, m = 생쥐, rb = 토끼, d = 개.

아데노신 수용체 길항제
+주요 아데노신 수용체 길항제의 결합 친화성 (Ki, nM) 화합물  A1  A2A  A2B  A3  선택성 카페인  10,700 (h)44,900 (h)41,000 (r)44,000 (r)47,000 (gp)44,000 (c)  23,400 (h)9560 (h)45,000 (r)32,500 (r)48,000 (r)  33,800 (h)10,400 (h)20,500 (h)30,000 (r)13,000 (m)  13,300 (h)>100,000 (r)  비선택적 테오필린  6770 (h)14,000 (r)8740 (r)7060 (gp)4710 (rb)9050 (s)6330 (c)  1710 (h)6700 (h)22,000 (r)25300 (r)  9070 (h)74,000 (h)15,100 (r)5630 (m)11,000 (gp)17,700 (rb)38,700 (d)  22,300 (h)86,400 (h)>100,000 (r)85,000 (r)>100,000 (d)  비선택적 테오브로민  105,000 (r)83,400 (r)  >250,000 (r)187,000 (r)  130,000 (h)  >100,000 (r)  비선택적 파라잔틴  21,000 (r)  32,000 (r)  4,500 (h)  >100,000 (r)  비선택적 3-클로로스티릴카페인 (CSC)  28,000 (r)  54 (r)  8200  >10,000 (r)  A2A-선택적 MSX-2  900 (r)2500 (h)  8.04 (r)5.38 (h)14.5 (h)  >10,000 (h)  >10,000 (h)  A2A-선택적 이스트라데필린 (KW-6002)  841 (h)230 (r)  12 (h)91.2 (h)2.2 (r)4.46 (r)  >10,000 (h)  4470 (h)  A2A-선택적 CGS-15943  3.5 (h)  1.2 (h)  32.4 (h)  35 (h)  비선택적 SCH-58261  725 (h)  5.0 (h)  1110 (h)  1200 (h)  A2A-선택적 ZM-241385  255   0.8  50  >10,000  A2A-선택적 프렐라데난트 (SCH-420814)  >1000 (h)  0.9 (h)  >1000 (h)  >1000 (h)  A2A-선택적 참고: 값은 나노몰(nM) 단위이다. 값이 작을수록 화합물이 해당 부위에 더 강력하게 결합한다. 값 뒤의 괄호는 종을 나타낸다: h = 인간, r = 쥐, m = 생쥐, gp = 기니피그, rb = 토끼, c = 송아지 또는 소, s = 양.

 각주 

 외부 링크 



분류:G 단백질 연결 수용체