약리학 Pharmacodynamics(PD,약력학) 1편 : 약이 내 몸에 어떻게 하는가? 수용체 종류

 

 

 

안녕하세요 폴리매스약사입니다.

오늘은 Pharmacodynamic(PD,약력학) 1편입니다.

(내용 일부출처: 약사공론)

 

약력학은 쉽게 말해약이 내 몸에 어떻게 하느냐?를 다루는 학문입니다.

즉, 약물이 몸속의 수용체와 결합해 어떤 생리적 변화를 만들어내는가를 연구합니다.

 

인체에 투여된 약은 효소, 세포표면이나 내부의 수용체 등과 결합해 상호작용하며,

그 결과 세포내 신호전달을 통해 관련 목표조직이나 장기에서 생물학적 효과를 나타냅니다.

 

 

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1. 수용체와 리간드

 

 

 

 

 

 

출처 : BRIC

 

1) 수용체(Receptor)

- 세포막이나 세포 내부에 있는 고분자 단백질 구조

- 호르몬, 신경전달물질, 약물 등과 특이적으로 결합해 특정한 신호를 받아들여 세포내 신호전달경로를 활성화하거나 억제함으로써 생물학적 효과를 나타냄

 

2) 리간드(Ligand)

- 수용체에 특이적으로 결합해 세포내 신호전달 경로를 조절하는 물질 (호르몬, 신경전달물질, 약물 등)

- 수용체에 결합해 여러 종류의 반응을 유도하는데, 반응에 따라 효능제,부분효능제, 길항제, 역효능제 등이 있음

 

 

 

 

2. 수용체의 종류

 

1) Ligand-gated ion channel

 

출처: chemdiv

- 리간드가 결합할 수 있는 자리가 있어서 리간드가 결합하면 이온 통로가 열려 Na+,K+,Cl-,Ca2+같은 이온들이 막을 통과할 수 있습니다.

 

 

 

2) G-protein-coupled Receptor,GPCR (7-transmembrane receptor)

 

 

 

출처 : 네이처

 

- 세포막을 관통하는 7개의 나선구조를 가진 수용체

- 원래는 알파 소단위에 GDP가 붙은 비활성 상태인데, 리간드가 수용체에 붙으면 G 단백질이 활성화되어 (GTP에 대한 affinity 상승) GTP가 GDP를 대체해 세포 내 다양한 신호전달경로를 유도하게 됩니다.

-Gs, Gi, Gq 세 가지 경로로 나눌 수 있습니다.

 

https://figures.semanticscholar.org/37b6d618b50c613d6a1ec233788a757567eb175f/2-Figure1-1.png

 

- Gs 단백질은 세포내에서 adenylate cyclase를 활성화하여 cAMP 농도를 증가시키는 역할을 합니다. cAMP는 단백질 인산화효소(PKA)를 자극하여 다양한 대사 경로와 유전자 발현을 조절합니다.

- 예로는 β-아드레날린 수용체가 있으며, 심장 박출력을 강화하거나 기관지 평활근을 이완시키는 효과를 나타냅니다. 따라서 천식 치료제인 베타 작용제나 일부 심부전 치료제들이 Gs를 통해 치료 효과를 발휘합니다.

 

 

- Gi 단백질은 Gs와는 정반대의 작용을 하여 adenylate cyclase를 억제합니다. 그 결과 세포 내 cAMP 농도가 감소하고, 이에 따라 PKA 활성 역시 줄어듭니다. 이는 신경전달물질의 유리 억제나 세포 흥분성 감소와 같은 효과로 이어집니다.

- α2-아드레날린 수용체가 대표적인 예로, 교감신경 말단에서 노르에피네프린 분비를 억제하는 방식으로 혈압을 낮추고, 진정 작용을 유도하기도 합니다.

 

 

- Gq 단백질은 phospholipase C (PLC)를 활성화하여 세포 내에서 IP3와 DAG를 생성합니다. IP3는 세포 내 소포체에서 칼슘 이온을 방출하게 하고, DAG는 단백질 인산화효소 C(PKC)를 활성화하여 세포 내 다양한 생리 반응을 유도합니다. 이는 세포 수축, 분비, 성장과 관련된 중요한 신호 전달 경로입니다.

- 예로는 α1-아드레날린 수용체가 있는데, 혈관 평활근을 수축시켜 혈압을 높이는 작용을 합니다.

 

 

3) Enzyme-linked Receptor

출처: BioRender

- 세포 밖에서 리간드가 수용체에 결합하면, 세포 내부에서 효소활성을 일으켜 세포내 신호전달체계를 활성화시키는 막 단백질 수용체입니다.

- 예 : 인슐린 수용체, 상피성장인자 수용체, 혈소판유래 생장인자 수용체 등

 

 

 

4) Intracellular Receptor

 

- 앞의 3종류의 수용체와 달리, 이 수용체는 세포막이 아닌 세포 내에 있습니다.

- 리간드가 먼저 지질막을 뚫어야하고, 세포 안에 들어와야 수용체와 결합할 수 있습니다.

- 활성화된 리간드-수용체 complex가 핵 안으로 들어와 DNA에 달라붙고 유전자 발현을 조절해 특정 단백질을 합성하게 됩니다.

- 예 : 스테로이드 수용체

 

 

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다음편은 리간드부터 말씀드릴게요.

하고싶은 말이나 질문은 댓글로 달아주세요.