철의 대사와 재순환에서 lysosomes의 역할

전문가 제언

○ 철은 몇몇 금속류와 함께 몸에 필수적 금속이다. 적혈구에 있는 헤모글로빈은 산소운반체이고, 근육에 있는 미오글로빈은 산소를 저장한다. 미토콘드리아의 호흡사슬에서 철은 전자 운반체의 역할을 수행하며 많은 산화환원 효소의 보결원자단이기도 하다. 사람 어른 몸에는 약3.000~4.000 mg의 철이 들어있으며 대부분의 몸의 철은 노쇠한 적혈구에서 오는 철을 재생하여 얻고, 매일 0.5~2 mg을 음식에서 섭취한다.

○ 철은 유리된 상태로 존재할 때는 대단히 해로운 금속이 된다. 철은 인체에서 2가와 3가 산화상태로 존재하며, 산화환원 반응에 의해 Fe(III)와 Fe(II) 사이를 쉽게 상호전환 한다. 그런데 유리 Fe(II)는 O2와 반응하여 해로운 초과산화물을 생성하고, H2O2와 반응하여 히드록실 라디칼(HO·)과 히드록실 이온(OH-)을 생성한다. HO·은 수명이 대단히 짧으나 산화성이 크기 때문에 세포막과 세포내 성분들을 파괴한다.

○ Lysosome은 세포내에 있고 막으로 둘러싸인 소기관이다. 소기관의 내부는 비교적 강한 산성(pH4~5)이고 단백질, 지방 및 탄수화물을 가수분해하는 많은 효소들이 들어있다. 그래서 오래된 단백질, 노쇠한 미토콘드리아 및 적혈구 등 여러 가지 물질들을 분해한다. 이들 물질 중에서 철을 함유한 물질이 분해되면 유리 Fe(II)를 생성하고 철-매개된 과산화 반응으로 분해되지 않는 lipofuscin이 세포와 리소좀에 축적된다.

○ 동맥경화증은 대식세포의 리소좀에 있는 산화환원-활성 철의 존재와 관련이 있다. LDL이 리소좀 안에서 한층 더 산화되는 것은 분명하다. 헌팅톤변, 파킨슨병, 알츠하이머병은 뉴런의 퇴화 및 죽음과 관련 있는 질병들이고 이런 뉴런의 죽음은 산화스트레스와 산화환원-활성 철과 관련된다.

○ 산화 스트레스는 노화와 여러 가지 질병의 원인이 되며, 유리 Fe(II)는 H2O2와 반응하여 공격성 HO· 라디칼을 발생하고 세포의 죽음까지 일으킬 수 있다. 그러므로 철 대사를 면밀히 연구할 가치가 있다. 저자들은 만일 암 세포에 산화환원-활성 철을 리소좀에 축적한다면, 이온성 방사선이나 약제의 효과를 상당히 증가시킬 것으로 예상하였다.

저자

Tino Kurz

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

바이오

연도

2011

권(호)

43

잡지명

The International Journal of Biochemistry & Cell Biology

과학기술
표준분류

바이오

페이지

1686~1697

분석자

서*림

분석물

• 철의 대사와 재순환에서 lysosomes의 역할.pdf [259,151 byte]

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