아미노산 류신 (Leucine, L)

1. 류신의 최초 발견 사례

 

1819년, 프랑스의 화학자 앙리 브라코노(Henri Braconnot)는 실험실에서 혁신적인 실험을 진행하고 있었습니다. 젤라틴과 같은 단백질 물질을 황산으로 가수분해하며 새로운 물질을 찾고자 했습니다. 실험 중 브라코노는 독특한 결정 형태의 물질을 발견하게 됩니다. 이 물질은 불에 태웠을 때 단맛을 내는 성질이 있었고, 나중에 류신(Leucine)이라 명명되었습니다. 이름은 그리스어 leukos, 즉 "흰색"에서 유래하였는데, 결정체가 눈처럼 희고 맑았기 때문입니다. 그가 발견한 류신은 단백질의 주요 구성 성분으로 밝혀졌고, 이는 단백질의 화학적 분석 역사에서 중요한 전환점이 되었습니다.

 

2. 류신의 구조와 특징

아미노산 '류신'의 구조 3차원 입체화

 

 

류신(Leucine)은 아미노산 중 하나로, 화학식은 C6H13NO2입니다. 류신은 "가지 달린 탄소 구조"를 가진 소수성 아미노산으로 분류됩니다. 쉽게 설명하자면, 류신은 작은 탄소 고리를 여러 갈래로 뻗어낸 것처럼 생겼습니다. 이 구조 때문에 류신은 물에 잘 녹지 않으며, 단백질 내부에 위치해 단백질의 안정성을 돕습니다. 특히 류신은 필수 아미노산으로, 몸에서 합성되지 않기 때문에 반드시 음식으로 섭취해야 합니다.

 

3. 류신의 생물학적 역할

류신은 생체 내에서 아래와 같이 생물학적으로 여러 중요한 역할을 합니다.

 

근육 합성

: 류신은 단백질 합성을 촉진하는 역할을 합니다. 특히 mTOR 경로를 활성화시켜 근육 세포 성장을 돕고, 근육 회복에 중요한 역할을 합니다.

 

혈당 조절

: 류신은 인슐린 분비를 촉진하여 혈당 수치를 안정적으로 유지하는 데 도움을 줍니다.

 

류신은 우리 몸에서 근육합성 및 혈당조절 등과 같은 역할을 합니다.

 

질환 개선

: 류신은 근육 소모증이나 단백질 결핍 질환의 개선에 중요한 역할을 합니다.

이러한 화학적 특성 덕분에 류신은 단백질 합성과 효소 활성 부위에 필수적인 요소로 작용하며, 단백질 접힘 및 기능 활성화에 기여합니다.

 

4. 류신이 유기생명체의 생성과 유지, 성장에 끼치는 영향

류신은 유기생명체에서 성장과 유지에 필수적입니다. 특히 근육 조직 형성에 중요한 아미노산으로, 근단백질 합성을 도와 근육 성장을 촉진합니다. 류신은 에너지 대사에서도 중요한 역할을 합니다. 굶주림이나 격렬한 운동 상태에서 류신은 분해되어 에너지를 제공하며, 근육 손실을 방지합니다. 또한, 류신은 조직 회복과 세포 성장, 그리고 DNA와 RNA 합성을 간접적으로 지원하여 생명체의 성장을 촉진합니다.

 

5. 류신을 얻기 위한 섭취 방법

류신은 인체에서 자체적으로 합성되지 않기 때문에 외부에서 섭취해야 합니다. 류신이 풍부한 음식은 다음과 같습니다:

 

아미노산 류신은 음식물 섭취를 통해서만 얻을 수 있습니다.

 

고기와 가금류: 소고기, 돼지고기, 닭고기는 류신의 주요 공급원입니다.

생선과 해산물: 연어, 참치, 새우 등 해산물에는 류신이 풍부하게 포함되어 있습니다.

계란과 유제품: 계란, 우유, 치즈, 요거트는 고품질 류신을 제공합니다.

콩과 견과류: 대두, 렌틸콩, 아몬드 같은 식물성 단백질도 류신의 좋은 공급원입니다.

보충제: 근육 성장과 회복을 위해 BCAA(가지사슬아미노산) 보충제를 섭취할 수 있습니다.

 

6. 바이러스 구조에서 류신 치환의 영향

바이러스 단백질에서 다른 아미노산이 류신으로 치환되면, 단백질의 소수성 특성이 증가하고 구조의 안정성이 달라질 수 있습니다. 류신의 가지 달린 구조는 단백질의 접힘(folding)에 영향을 미쳐 바이러스 단백질의 숙주 세포 결합력과 면역 회피 능력을 강화할 수 있습니다. 이러한 변화는 바이러스의 병원성과 전파력을 증가시키는 원인이 될 수 있습니다.

 

7. 류신 치환으로 병원성과 전염성이 강화된 사례

 

 

 

SARS-CoV-2 (COVID-19)

N501L 변이: 스파이크 단백질의 501번 위치에서 아스파라진(N)이 류신(L)으로 치환되면서 숙주 세포 수용체 결합력이 강화되었습니다.
염기서열: AAC → CTC.

 

인플루엔자 바이러스

HA 단백질 L226 변이: 헤마글루티닌(HA) 단백질에서 류신으로 치환되면 바이러스가 인간 수용체와 더 잘 결합하게 되어 감염성이 증가합니다.
염기서열: TTG → CTC.

 

에볼라 바이러스

GP 단백질 L544 변이: 글리신(G)이 류신(L)으로 치환되면서 단백질 구조의 안정성이 증가하였고, 세포 침투 능력이 향상되었습니다.
염기서열: GGA → CTA.