류신, 세포 에너지 생산 효율 높이는 핵심 영양소로 확인

독일 쾰른대학교 연구진이 단백질이 풍부한 식품에 포함된 영양소인 류신(Leucine)이 세포 내 에너지 공장인 미토콘드리아(Mitochondria)의 성능을 극대화한다는 사실을 밝혀냈습니다. 미토콘드리아는 세포가 필요로 하는 에너지를 생성하는 핵심 기관입니다. 그동안 특정 영양소가 이 과정에 어떻게 관여하는지는 명확히 규명되지 않았습니다.

류신은 체내에서 스스로 합성되지 않아 반드시 음식으로 섭취해야 하는 필수 아미노산입니다. 고기, 유제품, 콩, 렌틸콩 등 단백질이 풍부한 식품에 다량 함유되어 있습니다. 기존에는 주로 근육 단백질 합성에 관여하는 것으로 알려졌습니다.

이번 연구 결과에 따르면 류신은 미토콘드리아 외막에 위치한 특정 단백질이 분해되는 것을 막습니다. 이 단백질들은 대사 물질을 미토콘드리아 내부로 운반하여 효율적인 에너지 생산을 돕는 필수 요소입니다.

연구팀은 셀원엘(SEL1L)이라는 단백질이 이 과정에서 중요한 조절자 역할을 한다는 점도 확인했습니다. 평소 셀원엘은 손상되거나 잘못 접힌 단백질을 제거하는 품질 관리 시스템의 일부로 작동합니다.

류신은 셀원엘의 활동을 억제하여 미토콘드리아 단백질이 불필요하게 분해되는 것을 방지합니다. 결과적으로 미토콘드리아의 효율이 개선되고 세포가 더 많은 에너지를 생산할 수 있는 환경이 조성됩니다.

연구진은 꼬마선충(Caenorhabditis elegans) 실험을 통해 류신 대사 과정에 문제가 생기면 미토콘드리아 기능이 저하되고 생식 능력에도 악영향을 미칠 수 있음을 확인했습니다. 또한 인간 폐암 세포 연구에서는 류신 대사 관련 돌연변이가 암세포의 생존력을 높일 수 있다는 가능성도 발견했습니다.

다만 연구진은 류신과 셀원엘 수치를 조절하는 전략이 에너지 생산에는 도움이 될 수 있으나 주의가 필요하다고 강조했습니다. 셀원엘은 손상된 단백질의 축적을 막아 세포의 장기적인 건강을 유지하는 데 필수적인 역할을 하기 때문입니다.

이번 연구는 영양소가 단순히 신체 연료로만 쓰이는 것이 아니라 분자 수준에서 세포의 에너지 관리 방식을 능동적으로 조절한다는 증거를 제시합니다. 향후 대사 질환이나 암과 같이 에너지 생산 장애와 관련된 질병의 새로운 치료법을 개발하는 데 중요한 이정표가 될 전망입니다.

이 기사는 일반적인 건강 정보를 제공하며, 의학적 조언을 대체하지 않습니다. 구체적인 건강 문제는 의료 전문가와 상담하십시오.

출처: Nature Metabolism (2024) 연구 논문.