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미토콘드리아에서 활성산소의 생성 억제

전문가 제언: ○ 활성산소는 유전물질인 DNA, 지방에 있는 불포화지방산, 단백질에 있는 아미노산 등 세포의 중요한 생분자들을 산화절단하고 보조인자를 산화하여 효소를 비활성화 한다. 결국 세포는 정상적 기능을 상실하게 된다. 이런 결과로 알츠하이머병 및 파킨슨병과 같은 퇴행성 질병, 신경세포 사망, 급성 및 만성 심근육 사망, 암 그리고 노화 등 많은 질병이 유발된다.

○ 활성산소는 여러 가지 형태로 존재하는데, H2O2와 같이 분자, 하이포아염소산(ClO-)과 같이 이온, ·OH와 같이 자유라디칼, 및 초과산화 음이온()등의 상태로 존재한다. 이런 활성산소는 90% 정도가 미토콘드리아에서 일어나는 전자전달·산화적 인산화 과정에서 새어나오는 얼마간의 전자가 직접 산소분자를 환원하는 동안에 초과산화 음이온이 발생한다. 외부의 이온화 방사선의 조사와 호중구와 대식세포의 NADPH oxidase에 의해서도 생성된다.

– 그런데 세포는 활성산소에 대한 방어수단을 갖고 있다. 미토콘드리아에 있는 manganese superoxide dismutase(MnSOD)는 초과산화 음이온을 분해하여 과산화수소를 생성한다. 과산화수소는 catalase에 의해 물로 분해 제거된다. 이외에 항산화제로 비타민 E 및 C, 그리고 요산 등이 있다. 그런데 MnSOD만으로는 활성 산소종을 모두 제거할 수 없고 또한 외부의 항산화물도 세포막과 미토콘드리아 막을 통과하는 데 한계가 있기 때문에 이 문제를 해결하여야 한다.

○ 그래서 미토콘드리아 지향적이고 친화적인 단백질에 항산화물을 결합시켜 사용한다. 하나는 2‘, 6’-dimethyl tyrosine(Dmt)을 부착한 펩티드이다. 다른 하나는 글라미시딘 S의 절반 분절에 안정한 항산화성 라디칼인 4-amino-TEMPO(4-AT)를 연결한 작은 분자로 세포자살을 방지한다. 비펩티드 화합물로는 술포닐우레아, 안트라사이클린등이 연구되고 있다. 아직 시판되는 미토콘드리아 약은 없으나, 활성산소-제거 의약품은 미래가 밝고 매우 가능성이 높은 분야이므로 주목할 만하다.

저자: Hoye, AT; Davoren, JE; Wipf, P; Fink, MP; Kagan, VE; AF Hoye, Adam T.; Davoren, Jennifer E.; Wipf, Peter; Fink, Mitchell P.; Kagan, Valerian E.
자료유형: 학술정보

원문언어: 영어
기업산업분류: 바이오