모노아민 산화효소

[ Monoamine oxidase ]

약어	MAO

모노아민 산화효소는 신경세포 시냅스전(Presynapse) 내부에서 도파민(Dopamine), 노르에피네프린(Norepinephrine), 세로토닌(Serotonin) 등의 모노아민 신경전달물질(Monoamine neurotransmitter)의 산화(Oxidation)를 촉매(Catalyze)하는 효소로서, 이를 통해 모노아민 신경전달물질을 분해하여 그 기능을 발휘하지 못하도록 한다. 모노아민 산화효소에 대한 억제제(Inhibitor)는 반대로 모노아민 신경전달물질의 양을 늘림으로써, 우울증(Depression)을 포함한 정신질환의 치료제로 사용된다.

도파민, 노르에피네프린, 세로토닌 등의 모노아민 신경전달물질은 뇌의 다양한 영역에서 신경세포 시냅스전에서 방출되어, 시냅스전 또는 시냅스후(Postsynapse) 표면에 위치한 신경전달물질 수용체(Neurotransmitter receptor)에 결합하여 그 기능을 발휘한다. 모노아민 신경전달물질은 뇌 여러 영역의 신경세포의 다양한 기능에 영향을 미치며, 모노아민 신경전달물질의 기능 및 양이 정상적인 수준을 벗어남으로써 다양한 정신질환이 발병할 수 있음이 알려져 있다.

모노아민 산화효소는 A형(MAO-A)과 B형(MAO-B)이 존재하며, 각각 뇌 안에서의 발현 위치, 시기, 및 기능이 조금씩 다르다. 신경세포 시냅스전 내부에서 모노아민 산화효소는 미토콘드리아(Mitochondria)의 외막(Outer membrane)에 존재하며, 모노아민 신경전달물질을 분해한다.

그림 1. 모노아민 산화효소에 의한 노르에피네프린의 분해과정. 모노아민 산화효소 뿐 아니라, 카테콜아민-Ο-메틸전달효소(Catechol-O-methyltransferase, COMT), 알데하이드 탈수소효소(Aldehyde dehydrogenase), 알데하이드 환원효소(Aldehyde reductase) 등이 모노아민 신경전달물질의 분해에 관여한다. (출처: Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Monoamine_oxidase#/media/File:Noradrenaline_breakdown.svg).

그림 2. 신경세포 시냅스에서 모노아민 신경전달물질의 여러가지 운명. 시냅스전 내부에서 합성된 모노아민 신경전달물질은 시냅스 소포(Synaptic vesicle) 내부에 보관되다가 시냅스 틈(Synaptic cleft)로 방출되어, 시냅스후 표면의 수용체에 결합하여 기능한다. 시냅스틈으로 방출된 신경전달물질은 수송체(Transporter)를 통해 다시 시냅스전 내부로 재흡수(Reuptake)된다. 시냅스전 내부 미토콘드리아 외막에 위치한 모노아민 산화효소가 신경전달물질의 분해에 관여한다. (출처: 한국분자·세포생물학회)

모노아민 산화효소 억제와 항우울제

우울증(Depression)은 양극성장애(Bipolar disorder)와 함께 가장 대표적인 감정질환(Affective disorder) 또는 기분장애(Mood disorder)이다. 전세계적으로 6% 이상의 인구가 우울증을 앓고 있으며, 우울증은 가장 흔한 정신질환 중 하나이다. 주요 우울증 질환(Major depressive disorder)으로도 불리우며, 저하된 기분상태(Lowered mood) 및 모든 일상 생활에 대한 흥미나 즐거움의 감소(Decreased interest or pleasure in all activities)가 주된 증상이다.

신경세포 시냅스(Synapse)에서의 노르에피네프린, 세로토닌 등의 모노아민 계열 신경전달물질 감소가 우울증의 주된 원인으로 제시되고 있으며, 이에 따라 시냅스에서의 모노아민 신경전달물질을 늘리는 다양한 약물이 항우울제(Antidepressant)로 사용되고 있다. 대표적으로,

이미프라민(Imipramine) 등의 삼륜 항우울제(Tricyclic antidepressant)는 시냅스 틈(Synaptic cleft)으로 방출된 노르에피네프린 및 세로토닌이 신경전달물질 수송체(Transporter)에 의해 시냅스전(Presynapse)으로 재흡수(Reuptake)되는 과정을 억제한다. 따라서, 시냅스에서 작용하는 노르에피네프린과 세로토닌의 양을 높게 유지시킨다.
플루오세틴(Fluoxetine) 등의 세로토닌-선택적 재흡수 억제제(Serotonin-selective reuptake inhibitor, SSRI)는 삼륜 항우울제와 유사하게 신경전달물질 수송체의 기능을 억제하나, 세로토닌 수송체에 특이적으로 작용한다.
페넬자인(Phenelzine) 등의 모노아민 산화효소 억제제(Monoamine oxidase inhibitor, MAO inhibitor)는 노르에피네프린과 세로토닌이 모노아민 산화효소에 의해 분해되는 과정을 막는다.

다양한 모노아민 산화효소 억제제가 개발되었으며, 약물에 따라 모노아민 산화효소 A형, B형 둘 다, 또는 선택적으로 한 쪽만 억제하기도 한다. 모노아민 산화효소 억제제는 우울증 뿐 아니라, 공황장애(Panic disorder) 및 사회적 공포증(Social phobia) 등의 치료에도 활용된다.

참고문헌

1. Neuroscience : exploring the brain (Bear, Connors, Paradiso저, 4판, Wolters Kluwer).

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