수용체 작용제(agonist) 및 길항제(antagonist)

약물 개발 및 제약 연구에서 성공하려면 다양한 종류의 수용체 작용제와 수용체 길항제에 대해 잘 이해하고 있어야 합니다. 아래에서 다양한 유형의 수용체 작용제 및 길항제에 대해 알아보세요.

• 수용체 작용제란 무엇인가요?
  • 완전작용제와 부분작용제 비교
  • 역작용제
• 수용체 길항제란 무엇인가요?
  • 경쟁적(가역적) 길항제
  • 비경쟁적(비가역적) 길항제

수용체 작용제란 무엇인가요?

수용체 작용제는 수용체와 상호 작용하여 생물학적 반응을 유도할 수 있는 분자입니다. 대부분의 경우 긍정적인 조절 효과가 있습니다. 작용제는 친화성과 내재적 활성을 모두 나타냅니다. 이들은 천연 리간드의 모방체이며 천연 리간드와 동등한 수준의 생물학적 효과를 만들어 냅니다. 그림 1에서 보이듯이, 작용제는 천연 리간드와 동일한 결합 부위에 결합하여 완전한 반응(완전작용제), 부분 반응(부분작용제) 또는 역반응(역작용제)을 일으킵니다.

완전작용제와 부분작용제 비교

완전작용제는 수용체 기능 활성화에 높은 효능을 나타냅니다. 예를 들어, 이소프로테레놀(제품 번호 420355)은 β-아드레날린 수용체에 대한 아드레날린의 작용을 모방하여 비슷한 정도의 작용을 합니다.

부분작용제는 수용체에 결합하지만 부분적인 반응만 유도합니다. 예를 들어, 부프레노르핀은 완전한 효능을 나타내지 않으며 오피오이드 의존성을 치료하는 데 사용됩니다. 실제로 부분작용제는 수용체 결합 부위에 대한 친화력이 감소하지 않는 경우가 많으며, 완전작용제에 의해 생성되는 반응을 경쟁적으로 차단하는 작용을 쉽게 할 수 있습니다. 부분작용제 효과의 분자 메커니즘은 정확히 밝혀지지 않았지만, 부분작용제는 완전작용제와는 다른 수용체 구조를 유발하여 약리학적 반응을 감소시키는 것으로 추정됩니다.

경우에 따라 원하는 효과를 내기 위해 공작용제가 필요할 수 있습니다. 예를 들어, NMDA(n-메틸-D-아스파트산) 수용체 활성화에는 글루타메이트와 더불어 글리신이 공작용제로서 필요합니다.

역작용제

역작용제는 동일한 수용체 결합 부위에 결합하지만 전체 또는 일부의 본래 리간드가 결합했을 때와는 반대의 효과를 내는 리간드입니다. 이들은 완전작용제와 동일한 수용체 부위에 결합하더라도 약리학적 반응을 기저 수준 이하, 즉 휴식기 수준으로 감소시킵니다. 천연 리간드 신호전달 경로에서는 흔하지 않지만, 역작용제 효과는 때때로 신경 및 신경내분비 약물 설계의 목표가 되어 긍정적이거나 부정적인 생리적 반응을 일으키기도 합니다. 역작용제의 예로는 α1-아드레날린 수용체에 역으로 작용하는 프라조신(제품 번호 P7791)이 있습니다.

수용체 길항제란 무엇인가요?

수용체 길항제는 수용체에 결합하여 작용제의 효과를 막는 화합물입니다. 수용체 차단제라고도 합니다. 길항제는 수용체에 결합할 수는 있지만 세포 기능의 변화를 일으키지는 않습니다. 따라서 친화력은 있지만 생물학적 활성은 없습니다.

길항제는 작용제와 동일한 부위 또는 다른 고유 부위에 결합하여 작용할 수 있지만, 내재 활성도는 없습니다. 다시 말해, 길항제의 결합은 생물학적 반응을 일으키지 않습니다. 길항제 수용체 결합은 약한 결합력에서 비가역적 결합에 이르기까지 작용제 결합과 유사한 동역학을 가질 수 있습니다. 그러나 대부분의 강력한 약리 활성 수용체 결합 분자는 가역적이고, 중등도의 결합력을 나타내며, 천연 리간드와 경쟁하고, 본질적으로 길항 작용을 합니다.

경쟁적(가역적) 길항제

경쟁적 길항제(가역적 길항제라고도 함)는 동일한 결합 부위를 놓고 작용제와 경쟁하는 분자입니다. 작용제의 양을 늘리면 차단 효과를 되돌릴 수 있습니다.

고농도의 작용제가 모든 수용체 부위를 점유하게 되면, 동일한 수준의 점유율을 얻기 위해 더 많은 양의 길항제가 필요합니다. 경쟁적 길항제를 사용한 기능 분석에서, 작용제 용량-반응 곡선이 우측으로 평행 이동한 것이 관찰되지만 최대 반응의 변화는 없습니다(그림 2). 수용체의 활성 수준은 해당 부위에 대한 각 분자의 상대적 친화도와 상대적 농도에 의해 결정됩니다.

비경쟁적(비가역적) 길항제

비경쟁적 길항제(비가역적 길항제라고도 함)는 반응성 화합물로서, 수용체에 공유 결합하는 부위는 작용제와 뚜렷하게 구분되나 활성 부위 또는 알로스테릭 부위에 근접합니다. 비경쟁적 길항제는 결합을 위해 작용제와 경쟁하지 않습니다.

이들의 결합은 종종 되돌릴 수 없으며, 수용체가 활성화에 필요한 배좌 변화를 받아들이지 못하도록 합니다. 비경쟁적 길항제는 결합 친화력이 높기 때문에 주어진 시간에 일부, 대부분 또는 모든 수용체가 길항제에 의해 점유될 수 있습니다. 작용 기간은 제거 속도와 무관하며 수용체 분자의 회전율에 더 많이 의존합니다. 일단 수용체가 점유되면 작용제 반응을 차단하는 유리 길항제가 존재할 필요가 없습니다.

비경쟁적 길항제는 주어진 양의 작용제로 달성할 수 있는 최대 반응의 크기를 감소시키며, 그 효과는 취소할 수 없습니다. 이러한 이유로 이러한 분자를 극복 불가능한(nonsurmountable) 길항제라고도 합니다. 비경쟁적 길항제를 사용한 기능 분석에서는 작용제 용량-반응 곡선의 최대 반응이 감소합니다(그림 3). 비경쟁적 길항제의 예로는 NMDA 글루타메이트 수용체를 비가역적으로 차단하는 (+)-MK 801 말레에이트가 있습니다.

사용자 친화적인 생리활성 저분자 검색 도구를 사용하여 목표 수용체 또는 경로에 대한 작용제 및 길항제를 검색하세요. 

연구 목적 외 사용 금지. 진단 절차에 사용 금지.