단벡질 이야기(3) 단백질 합성과 소화 흡수과정

우리몸을 만드는 단백질

 

울퉁불퉁한 근육을 키우는 보디빌더는 보통 사람이 상상도 하지 못할 노력을 기울여서 흡사 내장까지도 근육질일 것 같은 몸을 유지합니다. 도데체 그들은 어떻게 그토록 굉장한 근육을 보존하고 있는것일까요? 근육이나 몸은 대관절 어떻게 단백질을 받아들여 자기것으로 만드는 것일까요?

 

근육속의 단백질 

근육은 보디빌더의 상징이지만 동물이 살아가는데 필요한 부분이다. 우리 몸이 유지되려면 반드시 근육이 있어야 한다. 그리고 몸속에서 근육을 지탱하는 것은 날마다 합성되고 분해되는 과정을 거치는 단백질이다.

생물은 모두 세포라는 작은 주머니철머 생긴 물질로 이루어져있다. 물질이라고 하지만 생명활동의 기본단위이므로 세포 하나하나는 살아있라고 할 수 있다. 우리 몸의 조직은 세포로 되어있으며 근육도 마찬가지다. 하지만 그 모양은 상당히 다르다. 근육은 수 많은 근세포가 융합해 마치 큰 세포하나로 변한 것철머 움직이는 거대한 수축장치다. 근세포가 다른 세와 다른점은 그 내부가 근원섬유라는 단백질로 이뤄진 섬유로 거의 꽉 채워져 있다는 것이다. 근육은 단백질 덩어리는것이다. 

근원섬유를 만드는 주요 단백질은 액틴과 미오신이다. 이물질들은 각각 액틴 필라멘트, 미오신 필라멘트로 불리는 가늘고 긴 섬유를 만들어서 하나로 합친뒤 서로 작용하면서 근육이 힘이 생기게 됩니다.

잘 알려진 대로 근육은 수초과 이완을 되풀이함으로서 몸을 움직이는 조직이다. 이 수축과 이완작용을 각각의 근육마다에서 액틴 필라멘트와 미오신 필라멘트가 서로 미끄러짐으로서 일어난다. 이런 미끄러짐으로 말미암아 근육마디 하나하나의 길이가 짧아져서 근육전체가 수축한다. 애개틴, 미오신과 같이 근육을 수축하게 하는 단백질을 수축 단백질이라고 합니다.

 

단백질의 종류

근육이외의 단백질도 살펴보자

우리 몸의 구성하는 세포는 그 종류가 200여개정도이지만 전체 숫자를 따지자면 60조 또는 100조개가 넘는다고 합니다. 물론 이 숫자는 추정치입니다. 우리몸을 구성하는 단백질은 그 종류가 얼마나 될까요? 2003년 인간게놈이 해독됩니다. 게놈이라는 우리를 사람답게 만드는 유전자를 포함한 유전저보의 전체, 간단히 말해서 한벌의 DNA 집합입니다. 

유전자란 단백질을 만들기 위한 설계도라고 표현할수 있으며 그 본체는 DNA입니다.

사람에게는 전체 DNA 가운데 단백질을 만든느 설계도로 쓰이는것이 겨우 1.5~2% 정도 존재합니다. 

인간 게놈의 해독은 이 한벌의 DNA 집합에 관해 모든 염기배열을 읽어서 해석했다는 뜻입니다. 그런데 인간 게놈의 해독으로 유전자임이 확실하다라고 확인된 유전자는 2만 3000개 정도입니다. 만약 유전자 1개는 1종류 단백질의 설계도라고 한다면 단백질의 종류는 2만 3천개정도일 겁니다. 

예전에는 유전자 1개는 단백질 1종류를 만든다라고 생각했던적이 있지만 현재는 유전자 1개에서 단백질 2종류이상이 생기는 예까 많다라고 밝혀졌습니다. 그러므로 단백질의 종류가 2만 3000개일 가능성은 거의 없습니다. 작게 어림잡아도 계산하더라고 10만 종류 이상은 될것같은데 정확한 수효는 아직 확정되지 않았습니다. 

전부 몇종류인지 불분명하지만 어떤 작용을 하는 단백질이 인체에 존재하는지 그 주요내용은 대부분 밝혀졌습니다. 단백질은 그 기능에 따라 분류하면 대략 7가지로 들 수 있습니다

 

1) 효소단백질

2) 구조단백질

3) 저장단백질

4) 수축단백질

5) 방어단백질

6) 조절단백질

7) 수송단백질

 

영양소에서 몸을 만드는 단백질이 되다

입을 통해 체내에 들어온 단백질이 어떻게 아미노산으로 분해되고 아미노산이 어떤 과정을 거쳐 단백질이 만들어지는지를 알아보겠습니다.

비프스테이크를 먹을때 고기는 입속에서 씹히고 잘게 잘려서 삼켜집니다. 식도로 넘겨진 고기는 그대로 위속으로 넘어갑니다. 고기 즉 소 돼지 닭 등의 근육에 함유된 단백질은 먼저 위속으로 소화 세례를 받아서 우리의 피가 되고 살이 됩니다. 

소화란 먹은 음식에 들어있는 영양소를 장이 흡수할 수 있는 상태로 분해하는 단계를 말합니다.

 

우리는 어떻게 음식속의 단백질을 소화하는것일까요?

소화과정에서 잘게 분해되는 단백질

단백질은 아미노산들이 한줄로 늘어선 뒤에 복잡하게 접혀서 형성한 큰 분자다. 크기가 큰 까닭에 장이 단백질을 그대로 흡수하지 못한다. 아무리 크기가 작아도 단백질이라는이름이 붙였다는것은 그 구실을 다 할정도로 크기를 지녔다는 말이다.

그래서 동물은 위부터 소장까지의 부위에서 몇 가지 단백질 분해효소를 분비해 단백질을 되도록 잘게 최종적으로는 한개 혹은 몇개의 아미노산으로 이루어진 작은 조각으로 분해한다 그 다음은 소장의 안쪽에 융단처럼 깔린 흡수상피세포가 그 조각들을 흡수한다.

단백질은 먼저 위속에서 단백질 분해효소의 하나인 펩신으로부터 공격당한다. 즉 위속의 높은 산성도로 인해 단백질이 어느정도 변성을 일으키고 펩신이 작용해 단백질을 자른다. 이어서 십이지장에서 분비되는 이자액이 또 다른 단백질 분해효소인 트립신, 키모트립신, 카르복시펩티다아제등이 함유되어 있어서 위에서 대충대충 잘린 단백질은 소장을 거치는 사이에 더욱더 미세하게 분해된다.

이렇게 잘게 부서진 단백질 즉 펩티드 조각 상태로 변한 단백질은 최종적으로 펩티다아제의 작용으로 아미노산 1개 또는 2~3개가 결합된 작은 펩티드 조각, 트리펩티드으로까지 분해된다.

이렇게 분해된 아미노산이나 펩티드 조각은 흡수상피의 세포막에 존재하는 운반체의 작용으로 그대로 흡수상피세포로 흡수된다.