Transporteri ponovnog preuzimanja serotonina ovise i o koncentraciji kalijevih iona u citoplazmi i o koncentracijama natrijevih i hloridnih iona u vanćelijskoj tečnosti. Da bi transporter serotonina pravilno funkcionirao, potreban je membranski potencijal stvoren natrij-kalij adenozin-trifosfatazom.
Transporter serotonina prvo veže natrijev ion, zatim serotonin, a zatim i hloridni ion, pa je omogućeno da se, zahvaljujući membranskom potencijalu, unutar ćelije preokrene, oslobađajući sve prethodno vezane elemente. Odmah nakon oslobađanja serotonina u citoplazmi, kalij-ion veže se za transporter, koji se sada može vratiti u svoje aktivno stanje.[9]
Transporter serotonina uklanja serotonin iz sinapsne pukotine natrag u sinapsni sinapsna dugmad. Dakle, on prekida efekte serotonina i istovremeno omogućava njegovu ponovnu upotrebu u presinapsnom neuronu.
Između ćelija, neuroni komuniciraju pomoću hemijskih glasnika, kao što je serotonin. Transportni protein, reciklirajući serotonin, regulira njegovu koncentraciju u pukotini, ili sinapsi, a time i svoje učinke koje prima na receptore neurona.
Transporter serotonina prisutan je i u trombocitima; tamo serotonin funkcionira kao vazokonstriktivna supstanca. Također služi i kao signalna molekula za indukciju agregacije trombocita.
U 1995. i 1996. naučnici u Evropi identificirali su polimorfizam 5-HTTLPR, transporter serotonina u genu SLC6A4.[12][13] U decembru 1996., grupa istraživača predvođena D.A. Collierom iz američkog „Instituta za psihijatriju, psihologiju i neuroznanost“ objavila je svoja otkrića da je, "5-HTTLPR–ovisna varijacija u funkcionalnoj ekspresiji 5-HTT potencijalnp genetički faktor osjetljivosti afektivnih poremećaja."[14]
Nakon razjašnjenja struktura homolognog bakterijskog transportera, LeuT, kokristaliziranog sa tricikličnim antidepresivom u predvorju koji je vodio iz vanćelijskog prostora do središnjeg mjesta supstrata, zaključeno je da ovo mjesto vezanja predstavlja i relevantno mjesto za vezivanje antidepresiva u SERT-u.[15] Međutim, studije na SERT-u pokazale su da se triciklični antidepresivi i selektivni inhibitori ponovnog vezanja serotonina vežu za centralno mjesto vezanja koje se preklapa s mjestom vezanja supstrata.[16][17][18] Transporter dopamina u Drosophila, koji ima farmakološka svojstva slična SERT-u, kristalizirao je tricikličkim antidepresivima i potvrdio raniji nalaz da je mjesto vezanja supstrata ujedno i mjesto vezanja antidepresiva.[19]
Slc6a4 is expressed in median and dorsal raphe in the midbrain of the postnatal day 56 mouse.[26]Allen Brain AtlasiHromosom 17.
Gen koji kodira transporter serotonina zvani porodica rastvornih nosača supstance 6 (transporter neurotransmitera, serotonin), član 4 (SLC6A4, vidi porodica rastvornih nosača).
Kod ljudi, gen je pronađen na hromosomu 17 na lokaciji 17q11.1–q12.[27]
Mutacije povezane s genom mogu rezultirati promjenama u funkciji transportera serotonina, a eksperimenti sa miševima identificirali su više od 50 različitih fenotipskih promjena kao rezultat genetilke varijacije. Ove fenotipske promjene mogu, naprimjer, biti povećana anksioznost i disfunkcija crijeva.[28]
Neke od ljudskih genetičkih varijacija povezanih s genom jesu:[28]
Varijacija dužine u polimorfnom regionu vezanom za gen serotonin (5-HTTLPR)
Prema članku iz 1996 u The Journal of Neurochemistry, promotorska regija gena SLC6A4 sadrži polimorfizam s "kratkim" i "dugim" ponavljanjima u regiji: 5-HTT-povezanih polimorfna regija (5-HTTLPR ili SERTPR).[29]
Kratka varijacija ima 14 ponavljanja sekvence, dok duga ima 16 ponavljanja.[27] Drugi članak iz 1996. saopćio je da kratka varijacija dovodi do slabije transkripcije SLC6A4, a utvrđeno je da delimično može objasniti anksioznnu osobinu ličnosti.[30]
Polimorfizam HTTLPR može se dalje dijeliti:
Jedna studija objavljena 2000. godine pronašla je 14 alelnih varijanti (14-A, 14-B, 14-C, 14-D, 15, 16-A, 16-B, 16-C, 16-D, 16-E, 16-F, 19, 20 i 22) u grupi od oko 200 Japanaca i kavkazoida.[27]
Osim što mijenja ekspresiju SERT proteina i koncentracije vanćelijskog serotonina u mozgu, varijacija 5-HTTLPR povezana je s promjenama u strukturi mozga. Jedna studija iz 2005. otkrila je manje sive materije u perigenualnom prednjem cingulatnom korteksu i amigdalama za nositelje kratkih alela 5-HTTLPR polimorfizma u poređenju sa ispitanicima sa genotipom dugi/dugi[31]
Suprotno tome, metaanaliza iz 2008. godine nije otkrila značajnu ukupnu povezanost između polimorfizma 5-HTTLPR i autizma.[32] Pretpostavljena interakcija gena i okoline između alela kratki /kratki 5-HTTLPR i životnog stresa kao prediktora za veliku depresiju doživjela je sličnu sudbinu: nakon uticajnog[33] početnog izvještaja iz 2003. godine[34] bilo je mješovitih rezultata u replikaciji u 2008,[35] a metaanaliza iz 2009. bila je negativna.[36] See 5-HTTLPR for more information.
I425V je rijetka mutacija devetog egzona.
U 2003. istraživači iz Japana i SAD-a izvijestili su da su pronašli ovu genetičku varijaciju u nepovezanim porodicama sa OCD i otkrili su da to dovodi do neispravne funkcije i regulacije transportera. Druga varijanta u istom genu nekih pacijenata s ovom mutacijom sugerira genetički "dvostruki pogodak", što rezultira većim biohemijskim efektima i težim simptomima.[38]
Drugi nekodirajući polimorfizam je VNTR u drugom intronu (STin2). U studiji iz 2005. pronađeno je sa tri alela ponavljanja: 9, 10 i 12 ponavljanja.
Metaanaliza otkrila je da je 12 ponovljenih alela polimorfizma STin2 VNTR imalo neku manju (sa odnosom šansi 1,24), ali statistički značajnu povezanost sa shizofrenijom.[39]
Polimorfizam je takođe povezan sa osobinama ličnosti, prema ruskoj studiji iz 2008. godine koja je otkrila da osobe sa alelom STin2.10 imaju nižu neurotičnosti, mjerenu prama Eysenck Inventar Person.[41]
^Heils A, Teufel A, Petri S, Seemann M, Bengel D, Balling U, Riederer P, Lesch KP (1995). "Functional promoter and polyadenylation site mapping of the human serotonin (5-HT) transporter gene". Journal of Neural Transmission. General Section. 102 (3): 247–54. doi:10.1007/BF01281159. PMID8788073. S2CID8474414.
^Collier DA, Stöber G, Li T, Heils A, Catalano M, Di Bella D, Arranz MJ, Murray RM, Vallada HP, Bengel D, Müller CR, Roberts GW, Smeraldi E, Kirov G, Sham P, Lesch KP (decembar 1996). "A novel functional polymorphism within the promoter of the serotonin transporter gene: possible role in susceptibility to affective disorders". Molecular Psychiatry. 1 (6): 453–60. PMID9154246.
^Koldsø H, Severinsen K, Tran TT, Celik L, Jensen HH, Wiborg O, Schiøtt B, Sinning S (februar 2010). "The two enantiomers of citalopram bind to the human serotonin transporter in reversed orientations". Journal of the American Chemical Society. 132 (4): 1311–22. doi:10.1021/ja906923j. PMID20055463.
^Dallanoce C, Canovi M, Matera C, Mennini T, De Amici M, Gobbi M, De Micheli C (novembar 2012). "A novel spirocyclic tropanyl-Δ²-isoxazoline derivative enhances citalopram and paroxetine binding to serotonin transporters as well as serotonin uptake". Bioorganic & Medicinal Chemistry. 20 (21): 6344–55. doi:10.1016/j.bmc.2012.09.004. PMID23022052.
^Heils A, Teufel A, Petri S, Stöber G, Riederer P, Bengel D, Lesch KP (juni 1996). "Allelic variation of human serotonin transporter gene expression". Journal of Neurochemistry. 66 (6): 2621–4. doi:10.1046/j.1471-4159.1996.66062621.x. PMID8632190. S2CID42037860.
^Lesch KP, Bengel D, Heils A, Sabol SZ, Greenberg BD, Petri S, Benjamin J, Müller CR, Hamer DH, Murphy DL (novembar 1996). "Association of anxiety-related traits with a polymorphism in the serotonin transporter gene regulatory region". Science. 274 (5292): 1527–31. Bibcode:1996Sci...274.1527L. doi:10.1126/science.274.5292.1527. PMID8929413. S2CID35503987.
^Pezawas L, Meyer-Lindenberg A, Drabant EM, Verchinski BA, Munoz KE, Kolachana BS, Egan MF, Mattay VS, Hariri AR, Weinberger DR (juni 2005). "5-HTTLPR polymorphism impacts human cingulate-amygdala interactions: a genetic susceptibility mechanism for depression". Nature Neuroscience. 8 (6): 828–34. doi:10.1038/nn1463. PMID15880108. S2CID1864631.
^ abHuang CH, Santangelo SL (septembar 2008). "Autism and serotonin transporter gene polymorphisms: a systematic review and meta-analysis". American Journal of Medical Genetics Part B. 147B (6): 903–13. doi:10.1002/ajmg.b.30720. PMID18286633. S2CID9491697.
^Nierenberg AA (septembar 2009). "The long tale of the short arm of the promoter region for the gene that encodes the serotonin uptake protein". CNS Spectrums. 14 (9): 462–3. doi:10.1017/s1092852900023506. PMID19890228.
^Caspi A, Sugden K, Moffitt TE, Taylor A, Craig IW, Harrington H, McClay J, Mill J, Martin J, Braithwaite A, Poulton R (juli 2003). "Influence of life stress on depression: moderation by a polymorphism in the 5-HTT gene". Science. 301 (5631): 386–9. Bibcode:2003Sci...301..386C. doi:10.1126/science.1083968. PMID12869766. S2CID146500484.