메치오닌(Methionine)[아미노산]의 기능성

[무정묵향]

메치오닌 (Methionine)

1. 생화학적 고찰

1. 정  의 : 황을 함유하는 α-아미노산의 일종으로 백색의 박편상결정-결정성분말이며, 특이한 냄새와 약간의 쓴맛이 있다. 물, 묽은 에틸알코올에 녹는다. 무수에틸알코올, 에테르에는 녹지않는다. 화학식 C₆H₁1NO₂S, 분자량 149.21, 녹는점 283℃이다. 화학명은 α-아미노-膨-메틸티올-n-부티르산이며, Met.로 약기한다. 대부분의 단백질 속에 함유되어 있으며, 사람의 필수아미노산 중의 하나이다. 1921년 J.H.뮐러가 연쇄상구균에 대한 한 성장인자로서 고기의 추출액 및 카세인의 가수분해물에서 발견하였다. 1928년 프로피온알데히드로부터 합성하는 데 성공함으로써 그 구조가 확정되어, 메티오닌이라고 명명되었다. 천연으로 존재하는 L-메티오닌은 광택이 있는 인편상결정(鱗片狀結晶)으로, 수용액 속에서는 좌회전성, 산성 용액 속에서는 우회전성을 보인다. 물에 잘 녹지 않는 점 등의 성질은 류신과 흡사하며, 류신과 혼정(混晶)을 만든다. L-메티오닌은 영양상 필수이며, 합성품인 D-메티오닌도 유효하다.

2. 설  명 : 메티오닌은 choline(lecithin)과 creatine과 같은 화합물의 전구체이다. 간과 동맥에서 지방축적을 억제하고, 또 cysteine과 taurine의 합성원료이다. L-메티오닌은 a-adenosyl methionine(SAM)로 대사되어 우울, 염증, 간질환, 근육통을 완화한다. 유황을 함유하고 있는 아미노산인 타우린, N-acetyl cysteine, 글루타치온, 메티오닌은 간에서 활발하게 작용한다. 강력한 항산화제이며 특히 유리기가 피부와 손톱에 작용하는 것을 방지한다. 생체 내에서 메틸기전이반응에 관여하는 중요한 아미노산으로, 먼저 ATP와 반응하여 δ-아데노실메티오닌이 되고, 이것이 각종 수용체에 메틸기를 준 다음 호모시스틴, 시스타티오닌을 거쳐 시스틴이 된다. 붉은빵곰팡이는 시스틴에서 메티오닌을 합성한다. 간장이나 치즈 등 발효식품의 향기는 메티오닌에서 유도된 알데히드, 알코올, 에스테르 등에 의한 것이 많다. 의약품으로서 사용되는데, 간질환이나 각종 중독증에 내복되며, 주사제로는 용해도가 큰 아세틸메티오닌이 주로 사용된다.

3. 급  원 : 성인의 1일 L-메티오닌 필요량은 2.2g이며, 지방과 친화성을 가진다. 하루 1,500-4,000mg의 메치오닌을 복용하면 심각한 상태의 질병도 개선할 수 있다. 달걀, 양파, 마늘, 생선, 콩, 요구르트, 녹두, 국산 돼지고기, 막갈리 등에 풍부히 함유되어 있다. 조미료인 간장에는 유리상태로 함유되어 있다. 식품 100g당 함유량은 전지분유 1122mg, 효모1122mg, 맥주효모 1000mg 등이다. 메티오닌은 쌀이나 식물성식품에는 거의 없다.

4. 비  고 : 일본 아미노산공업은 글루타민산소다 등 일부분을 제외한 대부분 제품분야에서 바이오기술에 의한 생산화 기술이 확립되어 세계적인 기술·생산국이 되었다. 특히 바이오기술의 응용에 의한 각종 아미노산의 양산화 기술이 확립되었으며 수요면에서 사료첨가물로서의 용도가 확대되어 지정품목도 증가되었기 때문에 이 시장을 목표로 기업화의 움직임이 활발할 뿐만 아니라 고부가가치 지향의 아미노산 유도품의 개발도 적극적으로 행해지고 있다. 메티오닌은 글루타민산소다 다음으로 생산량이 많은 아미노산으로 세계 연간 수요량은 연간 18만~20만톤 정도이다. 메티오닌은 DL-메티오닌으로 브로이라용으로 주로 사용되고 있다. 메티오닌은 국제적으로 우위를 차지하고 있는 일본의 아미노산 중에서 경쟁력이 떨어지는 분야로 생산은 日本曹達, 住友化學, 日本化藥 등 3개사 2만7500톤으로, 이중 일본 수요는 수입품을 합해 약 7000톤, 나머지는 수출이다. 메티오닌 제품의 액체화는 작업의 합리화(계량을 자동화 할 수 있음)를 위해 유리, 미국을 중심으로 보급되고 있으며 사용량의 40% 정도가 액체이다. 메티오닌은 산란계, 브로이라 등 가축의 제1제한 아미노산으로 사료의 첨가제로 사용되고 있다. 향후 가축용 외에 패스트푸드 및 물고기 사료 등의 수요 증대가 기대되고 있다. DL-메티오닌의 세계 생산량은 약 13만톤 이상으로 Rhone-Poulenc, Degussa, Monsanto 등이 생산하고 있다.

   2. 기능성

1. 지방대사 촉진작용 : 지방대사를 촉진하여 간과 동맥에서의 지방 침착을 억제하며, 뇌, 심장, 신장의 혈류를 증진한다.

2. 소화기계의 작용촉진 : 소화를 촉진하고, 독성물질의 해독과 배설을 촉진, 납과 같은 중금속의 배설을 촉진한다. 인체에 독성물질이 증가하면 메티오닌은 글루타치온의 전구물질인 시스테인으로 전환한다.

3. 항우울작용 : 메티오닌은 하루 매일 800-1,600mg의 투여로 훌륭한 항우울제가 된다.

4. 간기능향상 : 간질환에 간기능 향상 작용을 한다. 임신중독증을 완화하고, 간염, 간경화에 간과 감정의 건강에 이익이 되기 때문에 아미노산은 알코올 중독자의 영양학적인 재활프로그램에 사용되기 좋다. 과량의 히스타민을 배설하여 정신질환을 예방한다. 홀몬대체요법을 하는 여성들은 에스트로젠이 carcinogenic estadiol로 대사되면 암의 위험에 노출되는데, 메티오닌은 에스트로젠을 더욱 안전한 estriol로 전환시켜서 암의 위험을 감소시킨다.

5. 관절염의 완화 : 골관절 질환에 항염효과가 좋고 관절회복을 촉진한다.

6. 파킨슨병의 호전 : 메티오닌은 뇌에 쉽게 들어가기 때문에 신경적 이상의 치유에 효과적이다. 파킨슨병에서 매일 5g의 메티오닌 투여는 손발강직을 감소시키고 tremor증상과 통증을 줄인다.

7. 섬유근육통(Fibromyalgia)에 항염작용 : 원인이 분명하지 않은 근육통에 1일 1g사용으로 항염증작용을 한다.

8. 만성 피로(Chronic Fatique)완화 : 만성피로 환자증에서 메티오닌 부족증이 이외로 많다.

9. 머리카락에 필수영양소 : 유황함유 아미노산 특히 메티오닌은 머리카락에 필수영양소이다. 잘 부서지는 머리카락에 영양을 공급한다.

10. 기타 LIPOTROPIC(지방자극 반응성), 산화 방지 기능, 황(SULFUR)의 공급원이며, 몸이 셀레늄(SELENIUM)을 사용할 때 필수 요소이다.

    ※ 새로운 알츠하이머병 약물 표적 동정

    비타민E의 복용이 알츠하이머병(Alzheimer's disease)의 진전을 둔화시킨다는 사실은 이미 잘 알려져 있지만 어떤 기작을 통해 이와 같은 결과가 유도되는지는 수수께끼로 남아 있었다. 이에 대해 과학적인 해답을 제시한 새로운 연구 결과가 발표되었다는 소식이다. 이번 연구는 미국 켄터키대학(Univ. of Kentucky)에 위치한 막과학연구센터(Center for Membrane Sciences)의 알란 버터필드(Allan Butterfield) 박사 연구팀이 수행했으며 연구 결과는 “2000년 태평양연안국 화학회 학술대회(2000 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies)”를 통해 발표되었다. 이 학회는 미국과 호주, 캐나다, 일본, 뉴질랜드의 화학회가 5년에 한 번씩 공동으로 개최하는 대규모 학술대회로 알려져 있다. 발표된 연구 결과를 요약하면 메치오닌(methionine)이라 불리는 화학 물질이 비타민 E의 알츠하이머병 진전 둔화 효과에 대한 열쇠를 쥐고 있다는 것이다. 알츠하이머병은 만성적인 치매로 분류할 수 있는데 보통 기억 상실을 동반하며 노년층에 발병해 결국에는 사망을 유도하는 특성을 보인다.

    이 질병은 베타-아밀로이드(beta-amyloid)라 불리는 단백질이 과량으로 생성된 다음 뇌에 축적되기 때문에 발병하는 것으로 알려져 있다. 정상적인 뇌에도 베타-아밀로이드가 존재하지만 그 양이 상대적으로 너무 많음으로써 알츠하이머병이 발병하는 것이다. 이 단백질은 자유라디칼(free radical)이란 물질을 생성하는데 자유라디칼은 뇌에 대해 독성(toxicity)을 나타내는 특성을 보인다.

    버터필드 박사 연구팀은 베타-아밀로이드의 아미노산(amino acid) 서열을 조사한 후 아미노산 구성물 가운데 하나인 메치오닌이 자유라디칼의 독성에 대한 원인으로 작용할 수 있다는 증거를 발견했다. 일단 가설 검증을 위해 메치오닌의 황 원자를 탄소 원자로 치환시킨 다음 그 결과를 조사했는데, 메치오닌에 치환 처리를 했을 경우에는 뇌세포에 대해 독성을 나타내는 자유라디칼이 생성되지 못한다는 사실을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과는 뇌세포를 대상으로 한 시험관 시험(in vitro test)을 통해서 얻어진 것이다.

    연구진은 얻어진 결과가 생체내 실험(in vivo test)에서도 동일하게 나타나는지를 확인하기 위해 버터필드 박사는 콜로라도대학(Univ. of Colorado) 산하 행동유전학연구소(Institute for Behavioral Genetics)의 크리스토퍼 링크(Christopher D. Link) 박사와 공동 연구를 추진했다. 연구진은 벌레에 대해 유전자 조작을 시도함으로써 정상적인 인체 베타-아밀로이드와 메치오닌이 치환된 아밀로이드가 생체내에서 생성되도록 유도했다. 그 결과 메치오닌이 치환된 아밀로이드를 생성하는 경우에는 자유라디칼 생성이 없었으며 결과적으로 근육 단백질(muscle protein)에 대한 손상도 발견할 수 없었다고 한다.

    비타민 E가 말기 상태의 알츠하이머병의 진전을 둔화시킬 수 있다는 사실은 설치류를 대상으로 한동물 실험을 통해 이미 규명된바 있다. 그러나 그 이유에 대한 과학적인 설명은 부족한 감이 없지 않았다. 이번 연구 결과를 근거로 하면 이에 대한 과학적인 설명이 충분히 가능하다. 자유라디칼 생성여부가 알츠하이머병 진전의 직접적인 원인으로 작용하는 것으로 보아 항산화제(antioxidant)인 비타민 E가 산화제(oxidant)로 작용하는 자유라디칼을 파괴하기 때문이라는 것이 이번 연구를 주도한 버터필드 박사의 설명이다.