[참 고소한 이야기]생화학 축이 단백질에서 지질로 회귀하는 이유

박정용 참기름 전문가. 쿠엔즈버킷 대표

[박정용 참기름 전문가. 쿠엔즈버킷 대표] 생물학과 화학의 결합인 생화학이 가장 영향력 있는 곳은 의학이다. 생물학과 화학의 결합은 의학 발달에 획기적인 변화를 일으켰다. 이제 생화학 없이는 의학이 존재할 수 없다.

생화학자들이 끊임없이 쏟아내는 혁신을 통해서 약물은 일상적 사용으로 보편화되었다. 처음 생화학 연구는 현미경 기술과 더불어 세포 수준에서 병리의 원인을 밝혀내는 쪽으로 발전하였다. 그 중심은 지질이었다. 지질은 세포막을 형성하는 중요 요소이기 때문이다.

지질에 대한 관심은 갑자기 그리고 천천히 단백질로 옮겨졌다. 크리스퍼 유전자 가위가 만들어낸 ‘DNA 혁명’ 때문이었다. 그런데 다시 지질로 생화학의 관심이 돌아 오는 추세다. 분석 기계가 다양한 지질을 구분해낼 만큼 우수해진 탓도 있지만, 지질이 단백질 기능의 조절자일 뿐만 아니라 그동안 알던 것보다 훨씬 더 많은 세포 기능이 집중되어 있음을 인식하였기 때문이다.

지질은 내부에서 생성하지 못한다. 우리는 다양한 음식을 통해 지질과 에너지를 얻고 있다. 음식물이 에너지로 변환하는 과정을 ‘대사’라 한다. 대사과정을 통해 에너지로 쓰일 물질이 세포에 축적된다. 세포막을 만드는 지질은 신호전달을 담당하고 몸에서 필요한 신호가 오게 되면 축적된 에너지를 내보내 사용한다. 이렇게 복잡한 몸의 시스템이 제대로 작동 하느냐의 문제는 단순하게 소화가 안되고 더부룩한 정도에 그치지 않는다. 건강을 해치고 질병을 만들어낸다.

2014년 ‘네이처 인사이트 (Nature Insight)’지는 ‘Lipids in health and disease’ 라는 제목으로 세포막을 이루는 가장 중요한 물질 지질(Lipids)의 역할에 대해서 다루었다. “지질은 건강과 질병에 중요한 역할을 하는 작은 소수성 분자이다.” “지질은 세포막의 구조적 요소로 작용하고, 에너지를 저장하며, 세포 반응 경로에서 신호 분자로 기능한다. 이 신호 표현이 중단되는 경우 비만, 당뇨병, 자가면역 또는 선천적인 지질 대사 오류가 생기고 많은 신체기관의 기능 장애와 질병을 유발한다”고 했다.

덧붙여서 “지질은 살을 찌우는 지방덩어리가 아니라 에너지를 축적하는 장소이고 신호체계를 담당하여 세포간 반응경로에서 중요한 역할을 담당하는 셈이다. 이러한 시스템이 작동하지 않고 이상이 생기게 되면 세포의 이상 축적 장애 등이 생겨나게 되고 여러 장애들이 만들어진다”고 하면서, 현대 서구에서 가장 흔한 간질환인 비알코올성 지방간 질환에서 간 지질이 얼마나 중요한지에 대해서도 강조했다.

최근에는 GWAS(Genome Wide Association Studies)라는 기술의 발전으로 같은 지방을 먹어도 사람마다 유전적으로 다를 수 있으며, 지질로 인한 많은 장애가 주로 산화 스트레스 및 염증과 관련되어 있음이 입증되고 있다. 지질은 더 이상 필수 영양소의 가치에만 국한되지 않는다. 생화학계는 세포에서 차지하는 지질의 기능적 특성에 주목하고 있다. 지질의 기능에 대해서는 이제 막 알아가는 초기 단계라는 점도 흥미롭다.