[아미노산] 베타인 Betaine

베타인 Betaine

베타인(Betaine)은 메틸기를 3개 가진 아미노산의 일종으로 식품의 감칠맛 성분으로 식품 가공용으로 이용된다.

호학식 C₅H₁₁NO₂. 물에 잘 녹는다.

베타인은 동식물계에 널리 분포하고 있는데 어류의 근육에는 0.1％ 이하로 존재하지만, 무척추동물인 오징어, 문어, 새우 등의 근육에는 어류보다 많이 들어 있으며, 이외에도 파슬리, 비트나 두류, 무, 구기자 등에도 들어 있다.

내추럴 베타인은 식물로 추출한 천연의 아미노산계 습윤제이다. 글리세린을 함유하여 글리세린 베타인이라고도 불린다.

베타인은 콜린(cholin: tetramethylglycine)에서 베타인알데하이드가 되고, 다시 산화되어 메틸기의 공급원인 베타인이 되며, 메틸기를 다시 주면 다이메틸글리신(dimethylglycine)이 된다.

이것은 메틸기의 공여를 통해 메싸이오닌의 합성을 촉진하는 것으로서 이 과정을 통해 간 해독 작용을 촉진하며 항암 작용 등을 수행한다.

베타인의 주요 기능

베타인은 지방산의 담즙산 분비촉진, 간세포 재생 촉진 및 손상 예방, 독성 물질 배출및 해독 작용, 혈당강하, 고혈압 개선, 시력회복, 세포복제 기능에 대한 효능이 알려져 있다

특히 췌장의 랑게르한스섬을 자극하여 인슐린 분비를 촉진하여 혈당을 정상화하고, 비알콜성 또는 알코올로 인해 손상된 지방간을 치료하는 항지간작용 외에도 카르니틴(carnitine)을 생성하여 신장을 보호하는 역할도 한다.

또한 혈액 내 함량이 높아지면 심장질환을 유발하는 호모시스테인(homocysteine)을 저해하여 죽상동맥경화(atherosclerosis)와 같은 심혈관계 질환을 예방한다. 베타인은 수용성으로 물을 용매로 하는 차나 탕에 많이 들어 있다.

최근 연구결과에 따르면 베타인은 저밀도 콜레스테롤의 합성과정에 영향을 미쳐 혈중 콜레스테롤의 농도를 저하시킨다는 것이 보고되었다.

Betaine HCl의 형태는 염산을 방출하여 위산 저하증 환자들의 소화를 촉진하며 저산소증으로 인한 증상을 개선한다.

또한, 베타인을 꾸준히 섭취하면 대장암과 유방암의 위험을 줄여주며 면역기능을 강화하여 간암을 치료한다는 연구결과가 있다.

베타인과 간암

간암이 진행되면 비정상적인 DNA메틸화가 이루어지며 그것은 c-myc와 같은 암유전자의 활성을 야기할 뿐 아니라 암억제유전자 p16의 활성을 저해함으로써 암세포가 점점 커지게 한다.

중국의 쑨야센 대학병원의 연구에 따르면, 간암을 유발한 마우스에 10~ 40 g /kg 농도로 15주간 투여 후 관찰한 결과, 항산화 활성효소인 글루타치온-S- 전이효소가 다량으로 그리고 광벙위하게 증가하는 것이 확인되었다.

농도와 시간의 증가에 따라, 암억제유전자 p16을 활성화시키고 DNA메틸화를 감소시켜 암유전자의 활성을 저해하였다. 즉, 암세포가 성장하는 것을 막고 세포사멸을 유도한 것으로 나타나 베타인이 간암치료에 효과적임을 확인할 수 있었다.

관련논문 : 간암세포에서 발현하는 암유전자 DNA 메틸화를 저해하는 베타인의 효과. Assessment of the effect of betaine on p16 and c-myc DNA methylation and mRNA expression in a chemical induced rat liver cancer model

베타인[betain]을 함유한  TOP10 식물  (Source: USDA National Nutrient data base)
순위	식물명	Food	함량
1	파슬리	Pasely, Dried	1,700mg
2	퀴노아	Quinoa, uncooked	630 mg
3	명아주	Lambsquarters, raw	360 mg
4	호밀	Rye	146 mg
5	비트	Beets, raw	129 mg
6	까뮤	Kamut, uncooked	113 mg
7	시금치	Spinach, raw	103 mg
8	밀가루	Wheat flour, whole-grain	79 mg
9	아마란스	Amaranth, uncooked	68 mg
10	고구마	Sweet potato, cooked,	35 mg

ü  참고자료

① 베타인, 비알콜성 지방간 및 인슐린 저항성 간기능 장애 개선.

Betaine improves nonalcoholic fatty liver and associated hepatic insulin resistance: a potential mechanism for hepatoprotection by betaine 

② 혈장내 지질과 베타인은 급성 관상동맥경화증과 연관이 있다.

Plasma Lipids and Betaine Are Related in an Acute Coronary Syndrome Cohort

③ 베타인의 간 보호 메커니즘

Betaine improved adipose tissue function in mice fed a high-fat diet: a mechanism for hepatoprotective effect of betaine in nonalcoholic fatty liver disease

④ 아미노산 콜린과 베타인을 대량으로 섭취하면 유방암 사망률이 감소한다.

High intakes of choline and betaine reduce breast cancer mortality in a population-based study

⑤ 아미노산 콜린 또는 베타인을 꾸준히 섭취하면 대장암 발병 위험을 줄여준다.

choline and betaine intake and the risk of colorectal cancer in men

[식이섬유] 펙틴 Pectins

펙틴 Pectins

수용성식이섬유, 효소테라피의 중요한 물질

펙틴은 육상 동식물에 널리 분포하며 사과나 시트러스(레몬, 라임, 오렌지) 과일 등에서 수용 추출하여 얻는 정제된 다당류 탄수화물이다.

주로 잼이나 젤리 등 식품 원료로 이용되고 있다.

                    

펙틴분자

펙틴은 수용성 식이섬유로 장운동을 활성화하여 위장장애, 변비를 완화해주는 것으로 잘 알려져 있으나, 약리적 효과에 대해서는 별로 알려진 것이 없었다.

그런데, 여러 연구를 통해 펙틴이 항암작용을 한다는 사실이 밝혀지고 있어 그 중요성이 더욱 커지고 있다.

영국 식품연구소(Institute of Food Research) 연구팀이 'FASEB'저널에 밝힌 바에 의하면 펙틴이라는 성분이 암이 체내 퍼지는 것을 돕는 종양촉진단백질(유전자)에 결합하여 단백질의 활성작용을 억제하는 것으로 나타났다.

과거 연구에서 변형된 펙틴 성분이 종양세포를 죽이고 전파를 막을 수 있는 것으로 나타난 바 이번 연구결과 펙틴내 일부 당 성분이 종양세포가 자라고 퍼지는 것을 돕는 종양세포 표면 단백질인 'galectin-3'라는 단백질에 결합하여 암 세포가 퍼지는 속도를 늦추거나 막을 수 있는 것으로 나타났다고 연구팀은 밝혔다.

ü  관련자료 : Molecular explanation for pectin's anticancer effect

 

벨기에 에라스무스 대학병원(Erasmus University Hospital, Brussels, Belgium)에 따르면,

펙틴성분이 앋성흑색종 세포주(B16)과 유방암 세포주(MDA=MB35), 대장암 세포주(MAT-LyLu)의 성장과 전이를 억제하는 효과가 있는 것으로 발표했다.

갈렉틴(galectin-3)이란 세포핵 주변에 위치한 렉틴(lectins)이라는 단백질군에 속하는 전사단백으로 당분자를 세포 표면에 결합시키는 기능을 가지고 있다.

갈렉틴은 세포간 유착을 도와 종양이 커지게 하며 암세포가 혈류를 타고 다른 부위로 전이될 수 있도록 한다.

또한, 암세포가 항암물질이나 방사선의 공격으로부터 생존할 수 있도록 도와주며 세포자살을 막아 종양이 성장하고 전이를 일으키도록 촉진하는 하는 것으로 알려져 있다. 종양이 독성약물에 내성이 생겨 전이를 시작하면 종양은 급속도로 커져 치명적인 결과를 가져온다. 이는 병원에서 암치료의 한계에 도달하게 되는 주요 요인이다.

 

그런데, 천연물질인 순수 펙틴추출물을 암세포주에 투여한 결과 성장이 멈추는 것을 확인할 수 있었다. 작용 메커니즘은 펙틴이 당을 필요로 하는 갈렉틴을 유인하여 결합해버린다. 그러면 갈렉틴은 꼼짝을 못하고 세포와 신호전달 통로가 차단되어 암세포는 더 이상 성장과 전이를 멈추고 자멸사(apoptosis)의 길로 들어선다.

굉장히 중요한 사실은 펙틴이 갈렉틴과 같은 특정 종양촉진유전자 만을 타킷으로 하기 때문에 정상세포를 해할 염려가 전혀 없다는 것이며 항암제에 내성이 생겨 웬만한 독성물질에도 꿈쩍을 않는 다재내성 악질 암세포를 숨막혀 죽게 만든다는 것이다.

ü  관련논문 : 잠재적 암치료제로서의 갈렉틴 억제효과Anti-Galectin Compounds as Potential Anti-Cancer Drugs

01. 다당류 수용성 식이섬유로서 소화효소로 작용하므로 소화흡수가 탁월하다.

02. 장운동을 활성화함으로써 소화불량, 변비, 설사, 치질을 해소해 준다. 또한, 장건강을 유지함으로써 대장암을 예방해준다.

03. 혈중 유해콜레스테롤을 낮추어 지질화를 방지한다. 이는 곧 제2형 당뇨병, 고혈압, 동맥경화증을 예방하는 효과를 가져온다.

04. 납과 같은 중금속이 침투하면 신속하게 체외로 배출하여 혈관에 침착되는 것을 억제한다.

05. 종양성장 단백질 갈렉틴과 결합함으로써 세포간 결합을 막아 종양이 성장하고 전이되는 것을 억제한다.

ü  참고자료

1. 펙틴의 항균작용 Microbiological Process Report Production of Microbial Enzymes and Their Applications

2. 단백질 가수분해효소 펙틴Protein Engineering of Nitrile Hydratase Activity of Papain: Molecular Dynamics Study of a Mutant and Wild-Type Enzyme

3.납중독에 펙틴의 사용효과  Effect of using pectin on lead toxicity

4. 펙틴의 항암효과. Molecular explanation for pectin's anticancer effect

5. 잠재적 암치료제로서의 갈렉틴 억제효과Anti-Galectin Compounds as Potential Anti-Cancer Drugs

[효소] 파파인 Papain

파파인 Papain

파파인은 열대 과일 파파야[Carica papaya]의 과일 및 잎에서 추출되는 시스테인[황을 함유한 중성아미노산] 단백질가수분해효소(protease enzyme)이다.

묽은 염류용액에는 녹지 않고 70% 알코올에 가용성이며, 단백질을 분해하여 소화제용 펩톤(peptone)을 생성한다. 동시에 펩티드 합성작용도 있는 것으로 알려져 있다.

파파야 단백질분해효소(papaya proteinase I)라는 이름으로도 알려져 있으며 소화촉진을 포함하여 항염·항암작용 등 중요한 생리활성 기능을 한다.

파파인은 태양이 비추지 않는 시간대를 이용하여 덜 익은 파파야 과일이 나무에 매달린 채로 약간의 생채기를 내어 그 즙을 받아내어 4~6시간 말려 파파인 라텍스(papain latex)를 얻는다. 이것을 정제하여 파파인을 만드는데 쉽게 산화가 되므로 굉장히 조심스럽게 보관해야만 한다.

파파인의 가장 큰 특징은 자연에서 발견되는 강력한 소화효소 중 하나로 작용 메커니즘은 아무리 큰 단백질 덩어리라도 이것을 잘게 부수어 장에서 쉽게 소화할 수 있도록 한다.

이는 곧 고장나 쓸모가 없게 된 혹은 병들어 돌연변이 징후가 보이는 세포나 단백질, 나아가 암덩어리 조차도 분해시켜 버리는 기능을 한다. 그래서 암치료에서 효소테라피로 매우 중요한 역할을 한다.

특히, 자연 항암물질(폴리페놀성분)은 성분은 물에 녹지 않는 불용성 물질로 그냥 섭취할 경우 소장에 흡수되지 않고 분해되어 버린다. 그래서, 생체에 흡수되는 실제 양은 많아야 5%를 넘지 못한다.

왜냐면 소장의 바이엘판의 세포가 파이토케미컬의 세포 보다 더 작고 조밀하게 이루어져 있기 때문이다. 그러나, 파파인은 이러한 폴리페놀 성분도 소장에 소화가 되도록 분해를 해주며 그 자체로 항산화 및 항암활성 작용을 하므로 당뇨병과 고혈압, 그리고 암치료에 있어 매우 중요한 효소라고 할 수 있다.

파파인은 일반 효소 보다 더욱 광범위하고 강한 생리활성을 가지고 있어 항암 약재나 고급 화장품 원료로 주로 쓰이며 필리핀을 비롯 동남아 지역에서 생산되는 파파인은 일본 등 선진국으로 전량 수출된다.

유래 Hisory

중남미의 인디언들은 예로부터 파파야와 파인애플 등의 과일과 잎을 염증을 비롯한 다양한 질병의 치료와 정력제로 많이 이용해 왔는데 이 열대과일에는 파파인과 브로마인이라는 효소가 풍부하게 함유되어 있다.

효소테라피란?

1906년 존비어드 박사(Dr. John Beard)는 “암이란 췌장이 인체가 필요로 하는 양 만큼의 효소를 제대로 생성해내지못하기 때문에 생겨난다”는 이론을 과학적으로 증명하면서 대체치료법에서 큰 반향을 불러일으켰다.

노화가 진행되면서 또는 활성산소 공격으로 면역체계가 무너지면 신체에서 자연 생성되던 효소들이 급속도로 감소하기 시작한다. 그리되면 소화장애나 백혈구의 기능장애 등이 빈발하여 활성산소나 독성물질, 바이러스가 공격해 들어와도 제 때 대응하지 못하고 결국은 암 등 치명적인 질병으로 이어진다.

효소테라피란, 자연생성되는 효소가 감소함에 따라 대체적으로 음식물을 통해 이를 충분히 보충해줌으로써 신체의 자연치유력을 높여주는 치료방법이다.

효소테라피의 방법에는 파파인과 브로마인, 펙틴과 같은 파파야에 대량 들어있는 효소를 직접 섭취하거나 또는 약리성분을 다량 함유한 식물들을 발효시켜 그것을 섭취하는 방법이 있다. 다만, 단일 성분으로서의 파파인은 과학적으로 검증을 거친 천연효소이다.

파파인의 항암작용

1906년에 스콜랜드의 의사 비어드박사는 단백질을 분해하는 췌장효소가 암 치료에 도움이 된다는 사실을 증명했다.

즉 영양배엽세포가 침입하는 것을 태아와 모체 내에 있는 췌장효소가 막아주고 그로 인해 췌장효소는 인체에 아무런 해를 끼치지 않으면서 암세포를 소화시켜 버릴 수 있다는 주장을 내놓은 것이다.

이러한 주장은 당시에 제도권 의사들에게는 자신들의 이해관계나 의학적 지식에 반하는 이론으로 조롱거리 대상이었지만 독일의 의사들은 그렇지 않았다. 독일에서는 암치료시에 효소요법을 적극적으로 병행하였으며 현재는 더욱 확대되고 있는 추세이다.

연구결과에 따르면 브로멀레인 및 파파인을 이용한 효소치료법은 암표지검사, 항체생산, 면역체계에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.

파파인과 브로멀레인은 면역시스템이 항체를 형성하여 암세포에 대항하여 죽이도록 유도하였으며 현저하게 암세포의 성장을 막는다는 것이다.

특히, 흑생종 세포에 있는 CD44란 부착분자와 그 변형체가 종양의 성장과 전이과정에 중요한 역할을 하는데, 단백질 분해효소 중 파인애플 추출물인 이들 단백질분해효소들이 암세포에서 CD44의 활성을 억제하는 것으로 확인되었다. 이는 곧 암세포의 성장을 멈추게 했고 암세포가 폐로 전이되는 것을 차단한 것으로 나타났다.

이들 물질이 암을 치료하는 메커니즘은 파파인과 같은 췌장효소는 암종양을 고깃덩어리로 생각하고 이를 분해해서 소화시켜 버린다. 따라서, 독한 항암약물에도 꿈쩍않던 다재내성 암세포도 죽음의 길로 들어선다.

ü  관련논문 : Antitumor Effects In Vitro and In Vivo and Mechanisms of Protection against Melanoma B16F10-Nex2 Cells By Fastuosain, a Cysteine Proteinase from Bromelia fastuosa1

파파인의 효능 요약

01. 면역체계를 강화하여 바이러스와 싸우는 백혈구 기능을 강화시킨다.

02. 독감으로 인한 목, 구강, 부비강의 염증 그리고 목이 막힌 것을 치료해준다.

03 상처로 인한 만성적인 통증이나 타박상, 염좌, 부종을 경감시켜준다.

04. 수술 후에 발생하기 쉬운 종창, 열을 내리는 데 효과적이다.

05. 파파인은 급성전염병인 디프테리아 원균의 세포막을 분해시키는 기능이 있다.

06. 소량으로도 소화를 촉진해주며 소화기능장애를 개선해준다. 따라서 변비치료에 효과적이다.

07. 파파인은 지방질을 녹이는 기능이 뛰어나 비만을 해소하는 효과적이다.

08. 콜라겐 합성을 촉진하여 피부재생을 원활하게 한다. 피부미용에 많이 용된다.

09. 파파인은 췌장효소로 작용하여  암종양을 고깃덩어리로 생각하고 이를 분해해서 소화시킴으로써 암세포를 죽인다.

10. 백혈병 HL-60RG, 폐암, 대장암, 전립선암, 피부흑색종 세포 억제작용을 하는 것으로 연구결과 밝혀졌다. 특히, 항암제와 방사선 치료에도 죽지않고 살아나 세포증식을 하는 다재내성(MDR) 암세포를 효과적으로 제어한다.

파파인 단독으로 직접적인 암치료제로 이용하는 것은 더 많은 데이터가 필요할 것으로 생각되며 다만, 암치료 보조제로서 또는 면역력을 증강시키는 데는 그 어떤 효소 보다도 효과를 발휘하리라 판단이 된다.

ü  관련자료

 ① 체계적인 효소테라피 Systemic Enzyme Therapy

② 파파인 효소테크닉에 의한 Rh 항체형성 Rh Antibodies Detectable only by Enzyme Technique

③ 파파야잎 열수 추출물 항암작용과 면역증강 작용. Aqueous extract of Carica papaya leaves exhibits anti-tumor activity and immunomodulatory effects