글루타치온의 기능과 그 응용은 무엇인가?

글루타치온은 우리 몸에서 중요한 활성 물질로, 활성산소 제거, 해독, 철 흡수 촉진, 적혈구 막의 온전성 유지, DNA 생합성 유지, 정상 세포 성장 및 세포 면역 등의 많은 생리 기능을 가지고 있다 [1].

글루타티온의 화학명은 N-(N-L-Y-Glutamyl-L-cysteninyl) 글리신, 즉 N-(N-L-Y-Glutamyl-L-cysteinyl) 글리신이다.글루타치온은 살아있는 모든 세포 [1]에 존재하지만, 동물 조직에는 더 풍부하고 식물 조직에는 덜 풍부하다.본 논문에서는 글루타치온의 용도 및 주요 생리기능에 대해 소개한다.

1.글루타치온의 생물학적 기능

1.1 아미노산 섭취 및 운반에 관여

글루타티온은 혈장막의 특정 단백질 운반계 외에도 소장의 아미노산의 섭취와 세포 외 구락부에서 세포 내 구락부로의 운반에도 관여하는데, 이른바 r-글루타밀 사이클 [2]이다.

이 순환의 일반적인 과정은 다음과 같다:혈장막의 r-글루타밀은 글루타티온과 흡수된 아미노산으로부터 r-글루타민산과 시스테인닐글리신의 형성을 촉매하고, 이들은 세포로 운반되어 세포 내부의 아미노산과 글루타티온으로 분해되어 아미노산 운반과 흡수 과정을 완료한다.이 반응은 ATP 주기에 의해 에너지를 공급받는다.

1.2 적혈구막의 온전성 유지 및 체내 활성산소 제거

적혈구는 종종 대사 중에 H2 02를 소량 생성하는데, 제때 제거하지 않으면 세포막의 설프히드릴 그룹을 불활성화시킬 수 있다.또한 H2 02는 세포막의 인지질 분자에 있는 불포화지방산의 산화를 유발하여 과산화지질을 생성하게 되고, 이것이 더 분해되어 콜로이드제를 형성한다.

이러한 콜라겐은 빠르게 적혈구막에 손상을 일으키고 용혈이 일어난다.글루타치온을 기질로 사용하는 글루타치온 과산화효소 (glutathione peroxidase) 효소는 H2 02로부터 H2 0의 생성과 지질과산화물로부터 알코올의 형성을 촉매하여 적혈구막의 손상을 방지한다.

글루타티온은 sulfhydryl group을 통해 체내의 활성산소와 결합함으로써 체내의 활성산소를 제거하여 sulfhydryl group의 산화와 단백질의 변성을 방지한다.글루타치온은 활성산소를 효과적으로 청소하고 피부 노화와 색소 침착을 방지하며 피부 광택을 강화합니다.동시에 DNA에 대한 활성산소의 공격을 감소시켜 DNA 손상과 돌연변이를 효과적으로 줄일 수 있다.글루타티온은 또한 방사선 방호제의 일종으로, 방사선의 직접적 또는 간접적인 영향을 통해 생물에서 생성된 다양한 종류의 매우 활성적인 활성산소를 효과적으로 청소할 수 있다 [1, 3].

1.헤모글로빈 감소 참여 3

정상적인 인간의 헤모글로빈 분자에는 이원성 철 (Fe2+)이 들어 있는데,이 철분이 산소와 결합하여 옥시헤모글로빈이 된다.헤모글로빈 속의 2 족 원철이 Fe3+로 산화되면 메트헤모글로빈 (MHb)이 되어 산소 수송 기능을 상실한다.그러나 정상적인 조건에서는 적혈구 내의 글루타티온 및 다른 환원물질 (아스코르브산, NADH, NADPH 등)이 함께 MHb의 환원계를 형성하여 이원화 철 [2]의 산화를 효과적으로 막을 수 있다.

2.글루타치온은 식품 분야에서 어떻게 적용되나요?

파스타 및 유제품 가공에 적용 2.1

파스타 제품 가공시 글루타치온을 첨가하면 효과적으로 반죽의 레학적 특성을 개선하고 반죽의 강도를 낮추며 넓은 범위에서 반죽의 점도를 조절할 수 있고 파스타 제품의 건조 시간을 효과적으로 단축 시킬 수 있다 [4].글루타치온은 빵 굽는 과정에서 글루텐 단백질 분자 사이의 이황화 결합을 직간접적으로 잘라내어 단백질의 3차원 그물망 구조와 도우의 레토릭 특성에 영향을 주어 빵의 품질과 풍미가 향상될 수 있다는 것이 보고 [5] 되었다.

유제품에 글루타치온 및 기타 첨가물을 첨가하면 맛이 향상되고 유제품의 품질이 극대화됩니다. 글루타치온은 환원성 및 항산화 성분으로 인해 파스타 및 유제품의 효소성 및 비효소성 갈변을 방지할 수 있습니다.

2.2 육류 및 해산물 제품 및 기타 식품 산업에 적용

이후로glutathione은 우수한 환원 특성을 가지고 있습니다, 육류와 해산물 제품에 글루타치온을 첨가하면 그들의 신선도 유지 기간을 크게 연장 할 수있을뿐만 아니라 좋아하는 맛을 강화 할 수 있습니다.게다가 글루타티온은 l-글루탐산 핵산계가 맛을 내거나 [6] 그 혼합물과 공존할 때 고기 맛이 강해진다.

글루타치온은 또한 냉동 생선 살코기의 불쾌한 변색과 어육의 갈색을 방지합니다.과일과 채소에 글루타치온을 첨가하면 원래의 영양과 매력적인 색과 맛을 유지하고 갈색을 방지하는데 이롭다.항암 음료의 의학적 효과를 높이기 위해 글루타치온 함량이 높은 [7] 항암 맥주 양조에 대한 특허가 출원되어 허가되었다.

3.글루타티오네이스는 어떻게 약물에 적용되나요?

3.1 종양 치료에의 응용

글루타치온은 내인성 방사능에 대한 보호 물질이며, [8] 종양의 방사선 치료로 인한 손상을 효과적으로 치료할 수 있다.연구자들은 글루타치온 함량이 높은 경우, 방사선 치료가 종양에 미치는 효과가 저조한 반면, 세포 내 글루타치온 함량의 감소는 방사선 치료의 효과가 개선되더라도 체내 세포의 손상이 크게 증가하게 된다는 것을 발견했다.따라서 종양치료 중 종양의 방사선치료 효과를 효과적으로 향상시키기 위해 세포 내 글루타치온의 적정 수준을 어떻게 유지할 것인가는 향후 임상의학 종양학 치료에서 중요한 이슈가 될 것이다.

3.해독제로서 2

글루타치온은 특정 독에 직접 결합할 수 있고 외인성 독성물질 (약물 포함)의 독성을 효과적으로 경감시킬 수 있으며 [1] 일반적으로 아크릴로니트릴, 불소, 일산화탄소, 중금속 등에 의한 중독 치료에 사용된다.동시에 글루타치온은 아세틸콜린과 콜린에스테라아제의 불균형을 보정하고, 과잉균형을 방지하는 역할을 할 수 있다.또한 글루타치온은 아미노산과 지방산의 대사를 촉진하고 에스트로겐의 불활성화를 촉진하며 [6] 저알부민혈증을 감소시킬 수 있다.

3.3기타 임상 적용

최근에는 글루타치온이 HIV를 억제하고 성기능을 개선할 수 있다는 것이 보고 [8] 되었다.또한 글루타치온은 각막 질환 치료에 효과가 있다.글루타치온은 또한 간에 글리신과 타우린을 제공하고, 글리신과 타우린 결합 콜린의 합성을 보장하고, 소화관에서 지용성 비타민 (A, D, E, K)의 흡수를 촉진하여 간이 비타민 K 의존성 응고인자 생성을 합성하고 출혈 경향을 줄일 수 있다 [2].체내 글루타치온 농도가 정상치보다 낮아지면 당뇨병, 알코올성 간독성, 백내장, 암, 파킨슨& 등의 다양한 질환이 발생할 수 있다고 보고되고 있다#39;s 증후군, 그리고 알츠하이머 's 병 [9].

3.스포츠 분야 [10]에 적용 4.

미국의 살미넨 (Salminen)과 비히코 (Vihko)는 스포츠에서 글루타티온을 응용한 결과를 발표하였다.3주간 지구력 훈련을 하면 쥐의 글루타치온 함량을 증가시킬 수 있다.운동 후 근육의 글루타치온 수치가 50% 증가했으며, 체내 헤모글로빈 수치와 항산화 능력도 증가했다.

연구진은 또 선수들이 최고의 기량을 발휘할 때 헤모글로빈 수치가 15%를 넘었고 특히 중거리달리기, 마라톤과 같은 지구력 종목에서 헤모글로빈 수치가 선수들에게 가장 중요한 지표라는 것을 발견했다.글루타치온은 또한 적혈구가 파괴되지 않도록 보호한다.따라서 글루타치온은 스포츠 빈혈, 과잉 훈련 예방, 또는 스포츠 영양 보충 등 스포츠 분야의 연구에 매우 중요한 주제이다.

4.글루타치온 (Glutathione)의 측정방법

현재 글루타치온을 측정하는 방법에는 수정된 티츠환원법, 그리피스법, 열량측정법, 크로마토그래피법, 분광광도법, 모세혈관 전기영동, 형광광도법 [11] 등이 여러 가지가 있으며, 다음은 일반적으로 많이 사용되는 방법들이다.

4.1 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC) 방법

Asensi 등 12)은 이동상으로 methanol-water와 UV/Vis detector를 이용하여 대두의 glutathione을 검출하였으며, 검출한계는 1 nmol/L, RSD는 1.5% 이었다.검출한계는 1 nmol/L로 RSD는 1.5%였다.정정준 등 13)은 쥐 뇌 마이크로 셀룰로오스의 글루타치온 측정을 위해 이동상으로 KCl solution-HCl solution-methanol-EDTA와 전기화학 검출기 (glassy carbon 전극, Ag/AgCl reference 전극, 0.9 V)를 사용하였다.생쥐 뇌의 미세투석액 중 glutathione의 함량을 전기화학적 검출기로 확인한 결과 (작업전극은 Ag/AgCl, 기준전극은 Ag/AgCl, 작업전압은 0.9 V), 회수율은 87.3%, RSD는 1.8% 이었다.회복률은 87.3% 였고 RSD는 1.8%였다.

Brent 등 (14)은 이동상으로 methanol과 sodium acetate 용액 (PH 7)을 사용하고, OrthoPhthalaldehyde (OPA)와 glutathione을 complexed 하여 형광검출기로 형광도가 높은 3차 순환 도함체를 생성하였으며, 검출한계는 0.1 Pmol. 1 Pmol, 선형범위 0.1~200 Pmol 이었다.선형범위는 0.1~200 Pmol 이었고, 글루타치온의 회수율은 99.2%로 RSD 1.2%였다.glutathione의 회수율은 99.2% 였으며 RSD는 1.2%였다.2%다.선형범위는 0.1~200 Pmol 이었고, 글루타치온의 회수율은 99.2%로 RSD 1.2%였다.이 방법은 선형 범위가 넓고 안정성이 높은 혼합 성분의 글루타치온을 결정하는 데 적합합니다.

4.2 고성능 모세관 전기영동 (HPCE:High Performance Capillary Electrophoresis)

HPCE 효과 가 아주 좋은 분리, Frassanito et al. [15] 글 루타 티 온의 콘 텐 츠를 결정하는 HPCE 사용에 대한 생물학적, 테스트 자재 및의 탐지 제한 자외선/Vis 디 텍 터 0. 2 μ g/ml었, 그리고 선형 범위는 0. 2 μ g/ml, 및 탐지 제한은 0. 5 μ g/ml이었다.자외선의 탐지 제한/Vis 디 텍 터 0. 2 μ g/ml었, 그리고 선형 범위는 0. 2~100 μ g/ml.선형 범위는 0.2-100 μ g/ml과 1%의 RSD이다.

1987년에는 UV-visible 흡수검출기의 짧은 광학적 범위의 문제를 극복하기 위해 HPCE 에서의 전기화학적 검출기술이 개선되었고, 1993년에는 Thomas 등 [16]이 HPCE 시스템에 Hg-modified Au 전극을 사용하여 pH 5.5의 10 mmol/L 2 mL 농도의 머린 뇌조직 내 글루타치온 측정을 하였다.0.5 V (Vs Ag/Au)에서 완충제로 5, 10 mmol/L 2-(N-morpholine)-ethanesulfonic acid를 사용하였다.전위 0.15 V (Vs Ag/AgCl)에서 검출한계는 0.53 fmol 이었고, RSD는 0.5 fmol 이었다.검출한계는 0.15 V (Vs Ag/AgCl)에서 0.53 fmol 이었고 RSD는 2.1%였다., 1%다.

식품에서, 글루타치온은 음식의 맛과 품질을 향상시킬 수 있습니다;생물의학에서 글루타치온은 체내의 세포를 보호하고 단백질 구조와 기능을 유지하며 체내의 과산화물과 활성산소를 제거하고 체내의 해독작용을 하며 철의 흡수를 촉진하고 아미노산의 수송과 흡수에 참여할수 있다.과학기술이 발전함에 따라 과학자들은 글루타치온의 응용뿐만아니라 더 많은 생물기능을 탐구하게 될것이다.

참조

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