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헴(Heme) 대사가 중재하는 다양한 생리활성

전문가 제언: ○ 글리신과 호박산의 축합으로 이루어진 5-아미노레브린산은 포유동물의 헤모글로빈을 생성하는 포르피린 합성경로의 첫 번째 화합물이다. 이것은 상피와 신생조직(이중에는 악성 신경교종이 있음)의 형광 포르피린의 합성과 축적을 유도하며 신경외과적 과정에서 종양조직을 가시화하는데 사용된다.

– 그 다음 단계로서 이들 아미노레브린산의 2분자가 비대칭축합에 의해 porphobilinogen이 합성되는데 이때에 aminolevulinic acid dehydratase가 관여한다. Porphobilinogen은 Heme, chlorophyll, 비타민 B12를 포함한 자연에 있는 tetrapyrolle의 전구체로서 4분자가 직렬로 연결되어 있다.

○ Tetrapyrolle은 계속하여 4단계를 거쳐 헴으로 합성되는데 이러한 8단계에서 단계마다 관여하는 효소들에 이상이 생길 경우 그 전단계의 포르피린(uroporphyrin, coproporphyrin, protoporphyrin)의 축적이 일어나 질병이 생기게 된다. 헴이 만들어지는 장소는 간과 적혈구 조혈장으로서 현재까지 8종류의 질병이 알려져 있다.

– 또한 정상적인 인간의 적혈구 수명은 약 120일이며 비장에 의해 분해되어 헤모글로빈의 아포단백질은 아미노산으로 가수분해된다. 이때 헴은 biliverdin을 거쳐 bilirubin으로 분해되는데 이 반응은 heme oxygenase에 의해 촉매되어 일산화탄소가 배출된다. 이 효소의 이상으로 인한 혈구파괴로 용혈성 황달이 올 수 있다.

○ 이와 같이 헴의 합성계와 분해계의 세부적인 메커니즘의 규명이 진행 중이지만 이로 인해 일어날 수 있는 질병에 관한 연구는 아직도 초기 단계이며 아울러 생물정보학의 발달로 복합적인 헴단백질의 구조와 기능에 대한 데이터베이스가 구축되고 있어, 앞으로 이들 복합단백질의 역할도 헴 대사에서 어떤 영향을 미칠 것인지 이들 상호관계에 대해 체계적인 규명이 이루어져야 할 것이다.

저자: Reiko Akagi
자료유형: 학술정보