미량 아민 관련 수용체

미량 아민 관련 수용체(영어: trace amine-associated receptor, TAAR)는 2001년에 발견된 G 단백질 연결 수용체의 한 종류이다.[1][2] 미량 아민 수용체(영어: trace amine receptor, TA 또는 TAR)라고도 한다. TAAR1은 사람의 6가지 기능성 TAAR 중 첫 번째 것이며, 각각 아미노산페닐알라닌, 티로신, 트립토판의 대사 유도체로 미량 아민펜에틸아민, 티라민, 트립타민에페드린 그리고 합성 정신자극제암페타민, 메스암페타민, 메틸렌다이옥시메스암페타민(MDMA, 엑스터시)의 내인성 수용체로서의 역할로 인해 학계와 독점적 제약 연구에서 상당한 관심을 받았다.[3][4][5][6][7][8] 2004년에는 포유류의 TAAR1이 갑상샘 호르몬탈카복실화 및 탈아이오딘화 관련 물질인 티로나민의 수용체이기도 하다는 것이 밝혀졌다.[5] TAAR2~TAAR9는 척추동물에서 휘발성 아민 냄새 물질에 대한 후각 수용체로 기능한다.[9]

동물성 TAAR 보완제

다음은 선택된 동물 유전체에 포함된 TAAR의 목록이다.[10][11]

사람 미량 아민 관련 수용체

6가지 사람 미량 아민 관련 수용체(hTAAR) – hTAAR1, hTAAR2, hTAAR5, hTAAR6, hTAAR8, hTAAR9 – 가 식별되었고, 부분적으로 특성화되었다. 아래의 표에는 이러한 수용체의 발현 프로필, 신호전달 메커니즘, 리간드, 생리적 기능에 대한 문헌 검토, 약리학 데이터베이스, 보충적 기본 연구 문서의 요약 정보가 포함되어 있다.

사람 미량 아민 관련 수용체의 약리학 및 분자생물학
TAAR 하위 유형 이전 이름 신호전달 발현 프로필 사람에서 알려진 또는 추정되는 기능[주 1] 알려진 리간드 출처
hTAAR1 TA1
TAR1
Gs, Gq,
GIRKs,
어레스틴 β 2
중추신경계:  (광범위), 척수
주변부: 이자의 β 세포 , , 십이지장, , 백혈구, 기타[주 2]
 • 중추신경계: 모노아민/글루탐산 신경전달조절
 • 중추신경계: 인지과정 및 기분 상태의 조절
 • 주변부: 백혈구 화학주성
 • 주변부: 위장관 호르몬 방출 및 혈당의 조절
 • 포만감과 체중의 조절
 • 미량 아민 (예: 티라민, 펜에틸아민, N-메틸펜에틸아민)
 • 모노아민 신경전달물질 (예: 도파민)
 • 암페타민일부 구조적 유사체
[3][13]
[15][16]
hTAAR2
[주 3]
GPR58 Golf, 다른 G 단백질 연결 수용체(불명)[주 4] 중추신경계: 뇌(제한됨)[주 5]
주변부: 후각상피, 장, 심장, 고환, 백혈구
 • 주변부: 백혈구 화학주성
 • 후각: 휘발성 냄새 물질에 대한 화학 수용체[주 6]
[9][13]
[15][16]
[17][18]
TAAR3 GPR57 해당 없음 해당 없음 사람의 위유전자 – 해당 없음 해당 없음 [12][13]
[15]
TAAR4 TA2 해당 없음 해당 없음 사람의 위유전자 – 해당 없음 해당 없음 [12][13]
[15]
hTAAR5 PNR Gs, Golf,
Gq, G12/13
중추신경계: 뇌(제한됨), 척수
주변부: 후각상피, 장, 고환, 백혈구
 • 후각: 휘발성 및 악취나는 냄새를 맡는 화학 수용체[주 6]  • 작용제: 트라이메틸아민, N,N-다이메틸에틸아민
 • 역작용제: 3-아이오도티로나민
[9][13]
[15][20]
[21][22]
[23]
hTAAR6 TA4
TAR4
Golf, 다른 G 단백질 연결 수용체(불명) 중추신경계: 뇌
주변부: 후각상피, 장, 고환, 백혈구, 콩팥
 • 후각: 휘발성 냄새 물질에 대한 화학 수용체[주 6]  • 작용제: 푸트레신카다베린[24] [9][13]
[15][25]
TAAR7 해당 없음 해당 없음 사람의 위유전자 – 해당 없음 해당 없음 [9][13]
[15]
hTAAR8 TA5
GPR102
Golf, Gi/o 중추신경계: 뇌
주변부: 후각상피, 멜라닌세포,[26] 위, 장, 심장, 고환, 백혈구, 콩팥, , 근육, 지라
 • 후각: 휘발성 냄새 물질에 대한 화학 수용체[주 6]  • 작용제: 푸트레신카다베린[24] [9][13]
[15][27]
hTAAR9
[주 7]
TA3
TAR3
Golf, 다른 G 단백질 연결 수용체(불명) 중추신경계: 척수
주변부: 후각상피, 장, 백혈구, 뇌하수체, 골격근, 지라
 • 후각: 휘발성 냄새 물질에 대한 화학 수용체[주 6]  • 작용제: N-메틸 피페리딘 (CAS: 626-67-5)[28] [9][13]
[15][29]
  1. 2017년 12월을 기준으로 중추신경계와 후각상피 이외의 말초 조직에서 hTAAR2, hTAAR5, hTAAR6, hTAAR8, hTAAR9의 기능은 결정되지 않았다.[13]
  2. hTAAR1은 사람의 후각상피에서 발현되지 않는 유일한 TAAR의 하위 유형이다.[9][14] 따라서 다른 모든 사람 미량 아민 관련 수용체와는 달리 hTAAR1은 사람의 후각 수용체로 기능하지 않는다.[9][14]
  3. hTAAR2는 사람의 hTAAR2 유전자의 조기 종결 코돈과 관련된 단일 뉴클레오타이드 다형성의 발생으로 인해 아시아인의 10~15%에서 기능을 하지 않는 수용체이다.[12][13]
  4. hTAAR2는 Gα 단백질과 공동 발현되는 것으로 밝혀졌지만, 정확한 신호전달 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았다.[13][17]
  5. hTAAR2의 발현은 사람의 소뇌에서 관찰되었다.[18]
  6. 사람을 비롯한 다른 동물의 경우 후각상피에서 발현되는 TAAR은 특정 페로몬을 포함한 휘발성 아민 냄새 물질을 감지하는 후각 수용체로 기능한다.[9][15] 이들 TAAR은 사회적 신호의 후각 감지에 관여하는 페로몬 수용체의 한 종류로 기능하는 것으로 추정된다.[9][15]
    사람이 아닌 동물을 대상으로 한 연구를 검토한 결과, 후각상피의 TAAR이 작용제에 대한 매력적이거나 혐오스러운 행동 반응을 매개할 수 있다는 것이 밝혀졌다.[9] 이 리뷰에서는 또한 TAAR에 의해 유발되는 행동 반응이 종마다 다를 수 있다는 점을 지적했다.[9] 예를 들어, TAAR5는 에서 트라이메틸아민에 대한 이끌림을 매개하고, 래트에서 트라이메틸아민에 대한 혐오감을 매개한다.[9] 사람의 경우 hTAAR5는 hTAAR5 작용제로 작용하는 것으로 알려진 트라이메틸아민에 대한 혐오감을 매개하는 것으로 추정되며, 사람에게 혐오감을 주는 역겨운 생선같은 냄새를 가지고 있다.[9][19] 그러나 hTAAR5는 사람의 트라이메틸아민에 대한 후각을 담당하는 유일한 후각 수용체가 아니다.[9][19] 2015년 12월을 기준으로 hTAAR5에 의한 트라이메틸아민 혐오감은 발표된 연구에서 조사되지 않았다.[19]
  7. hTAAR9는 대부분의 개체에서 기능적인 수용체이지만, 사람의 hTAAR9 유전자의 기능상실 돌연변이(특히, 다형성 조기 종결 코돈)는 개체에서 10~30% 정도 발생한다.[12][13]

질병 관련성 및 임상적 중요성

울로타론트/SEP 363856은 조현병에 대한 3상 임상 시험과 파킨슨병 정신병에 대한 초기 임상 시험에 사용된 TAAR1 작용제이다. 이 약은 미국 식품의약국(FDA)로부터 획기적인 치료제로 지정을 받았다.[30][31][32]

같이 보기

각주

  1. Borowsky B, Adham N, Jones KA, Raddatz R, Artymyshyn R, Ogozalek KL, 외. (July 2001). “Trace amines: identification of a family of mammalian G protein-coupled receptors”. 《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》 98 (16): 8966–8971. doi:10.1073/pnas.151105198. PMC 55357. PMID 11459929. 
  2. Bunzow JR, Sonders MS, Arttamangkul S, Harrison LM, Zhang G, Quigley DI, 외. (December 2001). “Amphetamine, 3,4-methylenedioxymethamphetamine, lysergic acid diethylamide, and metabolites of the catecholamine neurotransmitters are agonists of a rat trace amine receptor”. 《Molecular Pharmacology》 60 (6): 1181–1188. doi:10.1124/mol.60.6.1181. PMID 11723224. 
  3. Miller GM (January 2011). “The emerging role of trace amine-associated receptor 1 in the functional regulation of monoamine transporters and dopaminergic activity”. 《Journal of Neurochemistry》 116 (2): 164–176. doi:10.1111/j.1471-4159.2010.07109.x. PMC 3005101. PMID 21073468. 
  4. Lam VM, Espinoza S, Gerasimov AS, Gainetdinov RR, Salahpour A (September 2015). “In-vivo pharmacology of Trace-Amine Associated Receptor 1”. 《European Journal of Pharmacology》 763 (Pt B): 136–142. doi:10.1016/j.ejphar.2015.06.026. PMID 26093041. 
  5. Scanlan TS, Suchland KL, Hart ME, Chiellini G, Huang Y, Kruzich PJ, 외. (June 2004). “3-Iodothyronamine is an endogenous and rapid-acting derivative of thyroid hormone”. 《Nature Medicine》 10 (6): 638–642. doi:10.1038/nm1051. PMID 15146179. S2CID 2389946. 
  6. Lindemann L, Hoener MC (May 2005). “A renaissance in trace amines inspired by a novel GPCR family”. 《Trends in Pharmacological Sciences》 26 (5): 274–281. doi:10.1016/j.tips.2005.03.007. PMID 15860375. 
  7. Hart ME, Suchland KL, Miyakawa M, Bunzow JR, Grandy DK, Scanlan TS (February 2006). “Trace amine-associated receptor agonists: synthesis and evaluation of thyronamines and related analogues”. 《Journal of Medicinal Chemistry》 49 (3): 1101–1112. doi:10.1021/jm0505718. PMID 16451074. 
  8. Grandy DK (December 2007). “Trace amine-associated receptor 1-Family archetype or iconoclast?”. 《Pharmacology & Therapeutics》 116 (3): 355–390. doi:10.1016/j.pharmthera.2007.06.007. PMC 2767338. PMID 17888514. 
  9. Liberles SD (October 2015). “Trace amine-associated receptors: ligands, neural circuits, and behaviors”. 《Current Opinion in Neurobiology》 34: 1–7. doi:10.1016/j.conb.2015.01.001. PMC 4508243. PMID 25616211. Roles for another receptor are supported by TAAR5-independent trimethylamine anosmias in humans [32]. ... Several TAARs detect volatile and aversive amines, but the olfactory system is capable of discarding ligand-based or function-based constraints on TAAR evolution. Particular TAARs have mutated to recognize new ligands, with almost an entire teleost clade losing the canonical amine-recognition motif. Furthermore, while some TAARs detect aversive odors, TAAR-mediated behaviors can vary across species. ... The ability of particular TAARs to mediate aversion and attraction behavior provides an exciting opportunity for mechanistic unraveling of odor valence encoding. 
    Figure 2: Table of ligands, expression patterns, and species-specific behavioral responses for each TAAR
  10. Hussain A, Saraiva LR, Korsching SI (March 2009). “Positive Darwinian selection and the birth of an olfactory receptor clade in teleosts”. 《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》 106 (11): 4313–4318. Bibcode:2009PNAS..106.4313H. doi:10.1073/pnas.0803229106. PMC 2657432. PMID 19237578. 
  11. Maguire JJ, Parker WA, Foord SM, Bonner TI, Neubig RR, Davenport AP (March 2009). “International Union of Pharmacology. LXXII. Recommendations for trace amine receptor nomenclature”. 《Pharmacological Reviews》 61 (1): 1–8. doi:10.1124/pr.109.001107. PMC 2830119. PMID 19325074. 
  12. Davenport AP, Alexander SP, Sharman JL, Pawson AJ, Benson HE, Monaghan AE, 외. (July 2013). “International Union of Basic and Clinical Pharmacology. LXXXVIII. G protein-coupled receptor list: recommendations for new pairings with cognate ligands”. 《Pharmacological Reviews》 65 (3): 967–986. doi:10.1124/pr.112.007179. PMC 3698937. PMID 23686350. TAAR2 and TAAR9 Two of the trace amine receptors are inactivated in a portion of the human population. There is a polymorphism in TAAR2 (rs8192646) producing a premature stop codon at amino acid 168 in 10–15% of Asians. TAAR9 (formerly TRAR3) appears to be functional in most individuals but has a polymorphic premature stop codon at amino acid 61 (rs2842899) with an allele frequency of 10–30% in different populations (Vanti et al., 2003). TAAR3 (formerly GPR57) and TAAR4 (current gene symbol, TAAR4P) are thought to be pseudogenes in man though functional in rodents (Lindemann et al., 2005). 
  13. Berry MD, Gainetdinov RR, Hoener MC, Shahid M (December 2017). “Pharmacology of human trace amine-associated receptors: Therapeutic opportunities and challenges”. 《Pharmacology & Therapeutics》 180: 161–180. doi:10.1016/j.pharmthera.2017.07.002. PMID 28723415. 
  14. Liberles SD, Buck LB (August 2006). “A second class of chemosensory receptors in the olfactory epithelium”. 《Nature》 442 (7103): 645–650. Bibcode:2006Natur.442..645L. doi:10.1038/nature05066. PMID 16878137. S2CID 2864195. 
  15. “Trace amine receptor: Introduction”. International Union of Basic and Clinical Pharmacology. 2014년 2월 23일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2014년 2월 15일에 확인함. Importantly, three ligands identified activating mouse Taars are natural components of mouse urine, a major source of social cues in rodents. Mouse Taar4 recognizes β-phenylethylamine, a compound whose elevation in urine is correlated with increases in stress and stress responses in both rodents and humans. Both mouse Taar3 and Taar5 detect compounds (isoamylamine and trimethylamine, respectively) that are enriched in male versus female mouse urine. Isoamylamine in male urine is reported to act as a pheromone, accelerating puberty onset in female mice [34]. The authors suggest the Taar family has a chemosensory function that is distinct from odorant receptors with a role associated with the detection of social cues. ... The evolutionary pattern of the TAAR gene family is characterized by lineage-specific phylogenetic clustering [26,30,35]. These characteristics are very similar to those observed in the olfactory GPCRs and vomeronasal (V1R, V2R) GPCR gene families. 
  16. Babusyte A, Kotthoff M, Fiedler J, Krautwurst D (March 2013). “Biogenic amines activate blood leukocytes via trace amine-associated receptors TAAR1 and TAAR2”. 《Journal of Leukocyte Biology》 93 (3): 387–394. doi:10.1189/jlb.0912433. PMID 23315425. 
  17. “TAAR2”. International Union of Basic and Clinical Pharmacology. 2018년 5월 15일에 확인함. Primary Transduction Mechanisms
    Comments: TAAR2 is found to be coexpressed with Gα proteins. However, the transduction pathway of TAAR2 is yet to be determined.
     
  18. Khan MZ, Nawaz W (October 2016). “The emerging roles of human trace amines and human trace amine-associated receptors (hTAARs) in central nervous system”. 《Biomedicine & Pharmacotherapy》 83: 439–449. doi:10.1016/j.biopha.2016.07.002. PMID 27424325. 
  19. Wallrabenstein I, Singer M, Panten J, Hatt H, Gisselmann G (2015). “Timberol® Inhibits TAAR5-Mediated Responses to Trimethylamine and Influences the Olfactory Threshold in Humans”. 《PLOS ONE》 10 (12): e0144704. Bibcode:2015PLoSO..1044704W. doi:10.1371/journal.pone.0144704. PMC 4684214. PMID 26684881. While mice produce gender-specific amounts of urinary TMA levels and were attracted by TMA, this odor is repellent to rats and aversive to humans [19], indicating that there must be species-specific functions. ... Furthermore, a homozygous knockout of murine TAAR5 abolished the attraction behavior to TMA [19]. Thus, it is concluded that TAAR5 itself is sufficient to mediate a behavioral response at least in mice. ... Whether the TAAR5 activation by TMA elicits specific behavioral output like avoidance behavior in humans still needs to be examined. 
  20. Offermanns, Stefan (2008). Walter Rosenthal, 편집. 《Encyclopedia of Molecular Pharmacology》 2판. Berlin: Springer. 1219–1222쪽. ISBN 978-3540389163. 
  21. Wallrabenstein I, Kuklan J, Weber L, Zborala S, Werner M, Altmüller J, 외. (2013). “Human trace amine-associated receptor TAAR5 can be activated by trimethylamine”. 《PLOS ONE》 8 (2): e54950. Bibcode:2013PLoSO...854950W. doi:10.1371/journal.pone.0054950. PMC 3564852. PMID 23393561. 
  22. Zhang J, Pacifico R, Cawley D, Feinstein P, Bozza T (February 2013). “Ultrasensitive detection of amines by a trace amine-associated receptor”. 《The Journal of Neuroscience》 33 (7): 3228–3239. doi:10.1523/JNEUROSCI.4299-12.2013. PMC 3711460. PMID 23407976. We show that [human TAAR5] responds to the tertiary amine N,N-dimethylethylamine and to a lesser extent to trimethylamine, a structurally related agonist for mouse and rat TAAR5 (Liberles and Buck, 2006; Staubert et al., 2010; Ferrero et al., 2012). 
  23. Dinter J, Mühlhaus J, Wienchol CL, Yi CX, Nürnberg D, Morin S, 외. (2015). “Inverse agonistic action of 3-iodothyronamine at the human trace amine-associated receptor 5”. 《PLOS ONE》 10 (2): e0117774. Bibcode:2015PLoSO..1017774D. doi:10.1371/journal.pone.0117774. PMC 4382497. PMID 25706283. 
  24. Izquierdo C, Gómez-Tamayo JC, Nebel JC, Pardo L, Gonzalez A (January 2018). “Identifying human diamine sensors for death related putrescine and cadaverine molecules”. 《PLOS Computational Biology》 14 (1): e1005945. Bibcode:2018PLSCB..14E5945I. doi:10.1371/journal.pcbi.1005945. PMC 5783396. PMID 29324768. 
  25. “TAAR6”. International Union of Basic and Clinical Pharmacology. 2018년 5월 15일에 확인함. Tissue Distribution
    Kidney, amygdala, hippocampus; Species: Human; Technique: RT-PCR ...
    Human brain tissues (with the level of expression descending from hippocampus, substantia nigra, amygdala, frontal cortex to basal ganglia), human fetal liver. Not detected in the cerebellum or placenta.; Species: Human; Technique: RT-PCR
     
  26. Vaganova AN, Kuvarzin SR, Sycheva AM, Gainetdinov RR (January 2022). “Deregulation of Trace Amine-Associated Receptors (TAAR) Expression and Signaling Mode in Melanoma”. 《Biomolecules》 12 (1): 114. doi:10.3390/biom12010114. PMC 8774021. PMID 35053262. 
  27. Mühlhaus J, Dinter J, Nürnberg D, Rehders M, Depke M, Golchert J, 외. (November 2014). “Analysis of human TAAR8 and murine Taar8b mediated signaling pathways and expression profile”. 《International Journal of Molecular Sciences》 15 (11): 20638–20655. doi:10.3390/ijms151120638. PMC 4264187. PMID 25391046. 
  28. Liberles SD (October 2015). “Trace amine-associated receptors: ligands, neural circuits, and behaviors”. 《Current Opinion in Neurobiology》 34: 1–7. doi:10.1016/j.conb.2015.01.001. PMC 4508243. PMID 25616211. 
  29. “TAAR9”. International Union of Basic and Clinical Pharmacology. 2018년 5월 15일에 확인함. Tissue Distribution Comments ... No expression of TAAR9 was detected by RT-PCR in the Grueneberg ganglion [2]. TAAR9 expression was not detected by Northern blot analysis in thalamus, amygdala, midbrain, hippocampus, putamen, caudate, frontal cortex, pons, prostate, stomach, heart, bladder, small intestine, colon or uterus [4]. 
  30. Heffernan ML, Herman LW, Brown S, Jones PG, Shao L, Hewitt MC, 외. (January 2022). “Ulotaront: A TAAR1 Agonist for the Treatment of Schizophrenia”. 《ACS Medicinal Chemistry Letters》 13 (1): 92–98. doi:10.1021/acsmedchemlett.1c00527. PMC 8762745. PMID 35047111. 
  31. “Sunovion: creating therapies to help transform people's lives”. 《www.sunovion.com》. 2022년 6월 4일에 확인함. 
  32. “Sunovion and PsychoGenics Announce that SEP-363856 Has Received FDA Breakthrough Therapy Designation for the Treatment of People with Schizophrenia”. 《news.sunovion.com》 (미국 영어). 2022년 6월 4일에 확인함. 

외부 링크

  • “Trace Amine Receptors”. 《IUPHAR Database of Receptors and Ion Channels》. International Union of Basic and Clinical Pharmacology. 2014년 3월 24일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2025년 2월 20일에 확인함. 
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