고급영양학-단백질 네번째 이야기

저번시간에 이어 단백질 및 아미노산 대사에 대해서 마지막으로 정리해보도록 하겠습니다!

 

5) 단백질 합성

아미노산은 세포와 조직에서 필요한 특정 단백질을 합성하기 위해 간에서 인체의 각 부분으로 이동된다.

단백질 합성을 위해서는 반드시 모든 종류의 필수아미노산이 충분량 조직에 공급되어야 한다. 필수아미노산이 한 개라도 부족하면 단백질 합성은 진행되지 않습니다. 다시 말해서 단백질 합성을 위해서는 필수아미노산뿐만 아니라 비필수아미노산 모두 충분히 공급되어야만 체내에 필요한 단백질의 합성이 가능하다. 그러므로 영양소로서 아미노산과 단백질의 섭취는 대단히 중요합니다. 특정 단백질 합성에 필요한 비필수아미노산은 혈액에서 세포로 직접 공급되기도 하고, 세포에서 합성되기도 한다. 모두 필수 아미노산이 충분할 때, 체조직 단백질의 합성은 생체의 필요에 의해 세포핵의 DNA에 간직된 유전정보가 mRNA에 전사되어 단백질 합성장소인 세포질의 리보솜에 전달되면서 진행된다. 전달되 유전정보에 따라 세포질에 있는 아미노산풀에서 선택된 아미노산들은 아미노산 고유의 tRNA와 결합하여 리보솜으로 운반되고 이 아미노산들이 차례로 연결됨으로써 폴리펩티드 사슬을 만들어 단백질을 합성한다.

 

[ 자동차 부품 한 개가 없으면 자동차 조립이 멈추는 것 처럼 아미노산 한 개가 없어도 세포 내에서 해단 단백질 합성이 멈추게 됩니다. 이때 비필수아미노산이 한 개 부족하면 그 아미노산을 체내에서 만들거나 간에서 혈류를 통해 조달되어 단백질 합성이 진행될 수 있도록 합니다. 하지만 필수 아미노산이 한 개 부족하면 그 아미노산을 공급하기 위해서 체조직단백질을 분해하거나, 아예 공급이 불가능하면 단백질 합성은 멈추게 되고 일부 완성된 단백질은 다시 각각의 아미노산으로 분해되어 체내 다른 곳에서 사용됩니다!]

 

---

아미노산의 생리활성물질 생성

아미노산의 일부는 생리활성물질을 합성하는데도 이용된다.

트립토판은 신경전달물질인 세로토닌을 생성하여 체내에서 신경세포의 신호를 체내 다른 부분으로 전달하고, 티로신은 부신수질 호르몬인 카테콜아민과 갑상선호르몬을 생성하여 인체대사를 조절한다. 또한 히스티딘은 히스타민을 생성하여 강력한 혈관확장제로 작용하거나 알레르기 반응을 일으킨다.

그 외 글라이신, 시스틴, 글루탐산에서 합성된 글루타티온과 시스틴에서 합성된 타우린은 혈구 내 항산화작용을 하고 산화환원작용을 조절합니다. 글라이신은 비단백 생리활성물질인 크레아틴, 헴 등의 합성에 전구체로 작용합니다.

 

단백질의 질

단백질을 합성할 때 다양한 식품들이 단백질을 충분히 제공하면 식품 단백질의 질은 문제가 되지 않는다.

하지만 단백질이나 에너지를 최소한으로 섭취하는 경우 한두 종류의 식물성 식품이 주된 단백질 급원이 된다면 단백질의 질은 매우 중요합니다.

식품 단백질은 함유된 필수아미노산의 조성에 따라서 완전단백질, 부분적 불완전단백질, 불완전단백질로 분류됩니다.

체내에 모든 필수아미노산을 필요한 비율 이상 제공하는 식품을 완전 단백질 혹은 양질의 단백질이라고 하고, 한 개 혹은 그 이상의 필수아미노산이 적절한 양보다 부족한 경우 부분적 불완전단백질 또는 불완전단백질이라고 한다.

특히 양질의 단백질은 모든 필수아미노산을 체내에 필요한 양을 충분히 제공할 뿐만아니라 다른 아미노산도 충분히 함유하고 있어 비필수아미노산 합성에 필요한 질소를 제공하며 소화하기 쉬운 단백질을 말합니다.

 

1) 단백질의 질 평가방법

단백질의 질을 평가하는 방법에는 식품 단백질의 필수아미노산 조성을 화학적으로 분석하는 화학적 방법과 동물의 성장속도나 체내 질소보유정도를 측정하는 생물학적 방법이 있다.

(1) 화학적인 방법

(2) 생물학적인 방법

 

2) 단백질의 질 보완

단백질의 질을 보완하는 것은 동물성 단백질을 소량 혹은 전혀 섭취하지 않는 사람에게 대단히 중요하다. 이들은 식물성 단백질 급원을 다양하게 섭취함으로써 모든 필수아미노산을 적절하게 섭취할 수 있다. 단백질과 에너지가 충분하면 끼니마다 단백질 보완 계획을 수립할 필요가 없지만 영유아기에는 매 끼니 보완단백질을 적용해야 한다.

 

(1) 제한아미노산 

식품에 들어 있는 필수아미노산 중 인체에 요구되는 양에 비해서 가장 적게 들어있는 필수아미노산을 제한아미노산이라고 부릅니다. 체조직을 합성하기 위해서는 필수아미노산이 모두 충분량 필요하여 이들 아미노산 중 한 가지만 부족해도 체조직 합성이 제한되기 때문에 제한아미노산이 그 단백질의 질을 결정합니다. 제한아미노산 중 상대적으로 제일 부족한 필수아미노산을 제1 제한아미노산이라고 합니다. 쌀은 상당히 좋은 필수아미노산 조성을 가지고 있지만, 라이신과 트레오닌이 상대적으로 많이 부족하며, 동물성 단백질 가운데 젤라틴은 필수아미노산인 트립토판이 부족하여 이들이 각각 해당 식품의 제한아미노산이 됩니다.

 

(2) 단백질 상호보완효과

필수아미노산 조성이 다른 2개의 단백질을 함께 섭취하여 서로의 제한점을 보충하는 것을 단백질의 상호보완효과라고 합니다. 콩밥의 경우, 쌀은 콩에 부족한 메티오닌을 보강해 주고 콩은 쌀에 부족한 라이신을 제공해 줌으로써 두 식품의 단백질을 모두 효율적으로 활용할 수 있게 됩니다.

일반적으로 곡류와 콩, 콩과 견과류의 조합을 통해 완전히 질적으로 우수한 단백질을 섭취할 수 있으며, 쇠고기덮밥, 달걀덮밥, 시리얼과 우유 등과 같이 소량의 동물성 식품 첨가로도 식물성 식품의 단백질을 보완할 수 있습니다.

일상식에서 다양한 식품을 섭취할수록 단백질의 상호보완효과는 커집니다.