글루타치온, 효과 ①

글루타치온이란?

 

글루타치온이란 우리 몸에서 생성되는 강력한 항산화제로서, 세 가지 아미노산인 글루탐산, 시스테인, 글리신으로 이루어진 펩타이드입니다. 글루타치온은 환원된 형태인 GSH와 산화된 형태인 GSSG로 바뀔 수 있으며, 이러한 산화환원 반응은 세포를 보호하고 해독하는 데 중요한 역할을 합니다.

글루타치온은 암, 심혈관 질환, 뇌 질환, 피부 질환 등 다양한 질병을 예방하거나 완화하는 데 효과가 있습니다. 글루타치온의 농도는 식단이나 보충제를 통해 높일 수 있으며, 셀레늄, 비타민C, 비타민E, 유청 단백질, NAC 등이 도움이 됩니다.

 

1. 글루타치온의 구조와 성분

글루타치온은 작은 물질인 아미노산 세 개가 붙어서 큰 물질인 펩타이드나 단백질이 되는데요. 이런 세 개의 아미노산으로 이루어진 펩타이드를 트리펩타이드라고 부릅니다. 글루타치온에 들어가는 아미노산은 글루탐산, 시스테인, 글리신이라는 이름을 가지고 있습니다 .

글루타치온은 다른 펩타이드나 단백질들과는 다르게 붙어 있습니다. 아미노산들은 보통 카복실기와 아미노기로 연결되는 펩타이드 결합을 형성하지만, 글루탐산과 시스테인은 사이드 체인으로 연결되는 γ-펩타이드 결합을 형성합니다. 이런 특별한 방식으로 붙는 것은 글루타치온만의 특징입니다. 시스테인과 글리신은 일반적인 펩타이드 결합으로 연결됩니다.

글루타치온은 두 가지 모양으로 바뀔 수 있습니다. 하나는 환원된 형태인 GSH라고 하고, 다른 하나는 산화된 형태인 GSSG라고 합니다. GSH는 글루탐산, 시스테인, 글리신이 각각 한 개씩 있는 모양입니다. GSSG는 시스테인이 두 개 있는 모양입니다. GSH와 GSSG의 비율은 세포의 산화-환원 상태를 나타내는 중요한 지표입니다. 건강한 세포에서는 GSH가 GSSG보다 약 100배 많습니다.

GSH는 시스테인에 있는 작은 부분이 산소와 반응하면서 GSSG로 바뀝니다. 이 작은 부분을 설프하이드릴기(-SH)라고 합니다. 설프하이드릴기는 산소와 잘 반응하는 성질이 있습니다. 이렇게 산화되는 과정을 도와주는 효소가 글루타티온 과산화 효소(GPx)입니다. 반대로 GSSG는 글루타티온 환원효소에 의해 다시 GSH로 바뀝니다. 이 과정에서 NADPH가 NADP+로 산화되면서 환원제로 작용합니다. 이렇게 환원되는 과정을 도와주는 효소가 글루타티온 환원 효소 (GR)입니다.

촉매란 반응을 빠르게 해주는 물질입니다. GR은 GSSG를 NADPH와 반응시켜서 GSH로 만드는 것을 촉매하는 효소입니다. 이렇게 GSH와 GSSG가 바뀌는 것을 산화환원 반응이라고 합니다.

이렇게 글루타치온이 바뀌는 것은 세포를 보호하는 데 중요한 역할을 하기 때문입니다. GSH는 산소와 반응하면서 세포에 해로운 물질들을 제거하거나 약하게 만들어 줍니다. 이 물질들을 활성 산소나자유 라디칼이라고 합니다. GSSG는 GR과 NADPH에 의해 다시 GSH로 바뀌면서 세포에 필요한 GSH의 양을 유지해 줍니다. 이런 과정을 항산화 작용이라고 합니다.과 NADPH에 의해 다시 GSH로 바뀌면서 세포에 필요한 GSH의 양을 유지해 줍니다. 이런 과정을항산화 작용이라고 합니다.

 

2. 글루타치온의
항산화 작용과 메커니즘

글루타치온은 세포 내에서 가장 풍부한 비단백질 설프하이드릴 화합물로서, 환원제로서 역할을 수행합니다. 환원제란 산화된 물질에 전자를 주어 원래의 상태로 되돌려주는 물질입니다.
글루타치온은 환원된 형태인 GSH와 산화된 형태인 GSSG로 존재하며, 이 두 형태의 비율은 세포의산화 스트레스상태를 반영합니다. 산화 스트레스란 세포에 해로운 활성 산소 종류나 자유 라디칼 등이 과도하게 생성되어 세포의 구성 요소나 기능을 손상시키는 상태입니다. 글루타치온은 세포를 보호하기 위해 다양한 방식으로 항산화 작용을 합니다.

 

① 첫째, 글루타치온은 과산화물이나 지질 과산화물 등을 직접 환원시켜 제거하거나 약화시킵니다. 이런 반응은 글루타치온과산화 효소(GPx)라는 효소에 의해 촉매됩니다. GPx는 GSH가 과산화물과 반응하여 GSSG와 물을 생성하는 것을 도와주는 효소입니다. 예를 들어, 과산화수소(H2O2)와의 반응식은 다음과 같습니다.

2GSH + H2O2→GSSG + 2H2O

 

② 둘째, 글루타치온은 비타민 C와비타민 E와 같은 다른 항산화제들을 재생시켜주는 역할을 합니다. 이 비타민들은 산화되면 전자를 잃고 항산화 작용을 할 수 없게 됩니다. 그러나 글루타치온은 이들에게 전자를 주어 원래의 형태로 되돌려줍니다. 예를 들어, 산화된 비타민C (dehydroascorbic acid)와의 반응식은 다음과 같습니다.

GSH+dehydroascorbic acid→GSSG+ascorbic acid

 

③ 셋째, 글루타치온은 단백질의 싸이올 변형을 조절하여 산화 스트레스에 대응하는 신호 전달 경로에 영향을 줍니다. 싸이올 변형이란 단백질의 설프하이드릴기(-SH)가 산화되거나 글루타치온과 결합하는 것을 말합니다. 이러한 변형은 단백질의 구조나 기능에 영향을 줍니다. 예를 들어, 싸이올 변형에 의해 NF-κB나 AP-1과 같은 전사인자들이 활성화되거나 억제되어 산화 스트레스에 대응하는 유전자들의 발현을 촉진합니다.

글루타치온의 항산화 작용을 유지하기 위해서는 GSSG를 다시 GSH로 환원시켜주는 과정이 필요합니다. 이 과정은 글루타치온 환원 효소(GR)라는 효소가 촉매합니다. GR은 GSSG와 NADPH라는 물질을 반응시켜 GSH와 NADP+를 생성합니다. NADPH는 세포 내에서 환원제로 작용하는 중요한 공동인자입니다. GSSG와 NADPH의 반응식은 다음과 같습니다.

GSSG + NADPH + H+ -> 2GSH + NADP+

이렇게 글루타치온은 세포 내에서 다양한 방식으로 항산화 작용을 하여 세포의 산화 스트레스를 완화하고 세포의 건강을 유지하는데 도움을 줍니다.

 

3. 글루타치온 효과

글루타치온은 암, 심혈관 질환, 뇌 질환, 피부 질환 등 다양한 질병을 예방하거나 완화하는 데 효과가 있습니다. 글루타치온의 농도는 식단이나 보충제를 통해 높일 수 있으며, 셀레늄, 비타민C, 비타민E, 유청 단백질, NAC 등이 도움이 됩니다. 글루타치온 효과에 대한 더 자세한 내용은 글루타치온 효과②에 나와 있습니다.