우리의 피와 땀을 이루는 필수 아미노산(Essential amino acid) 9가지, 종류와 효능에 대한 상세

필수 아미노산(essential amino acid)은 인체가 스스로 합성하지 못하고 외부 식품과 영양소를 통해 섭취해야 하는 아미노산입니다. 아미노산은 단백질을 구성하는 기본 단위이며, 신경전달물질 수송, 호르몬 및 효소 등의 구성에 참여하며 우리 몸의 건강과 기능에 핵심 물질입니다. 인체에는 20개의 아미노산이 있으며, 그 중에서 9개의 아미노산은 필수 아미노산으로 분류됩니다.

이러한 필수 아미노산은 우리 몸에서 단백질 합성 및 기타 중요한 기능을 수행하는 데 필수적이며, 충분히 섭취하지 않으면 영양 실조나 건강 문제가 발생할 수 있습니다. 다양한 단백질을 섭취하여 필수 아미노산을 충분히 공급받는 것이 중요합니다. 식사 계획을 구성할 때 다양한 단백질 원천을 고려하여 필수 아미노산을 적절히 섭취하는 것이 건강한 식습관을 유지하는 데 도움이 됩니다.

요약

필수 아미노산의 종류

1. 이소류신 (Isoleucine)

2. 로이신 (Leucine)

3. 리신 (Lysine)

4. 메티오닌 (Methionine)8674

5. 페닐알라닌 (Phenylalanine)

6. 스레오닌 (Threonine)

7. 트립토판 (Tryptophan)

8. 발린 (Valine)

9. 히스티딘 (Histidine) – 어린 아이들을 위한 필수 아미노산으로 분류되기도 합니다.

필수 아미노산의 기능

1. 단백질 합성

2. 신경전달물질 합성

3. 호르몬 합성

4. 효소 합성

5. 에너지원

간략하게 이해하기

아미노산(Amino Acid)

단백질의 구성 요소인 유기 화합물로 펩타이드 결합을 통해 서로 연결되어 폴리펩타이드 사슬을 형성하여 단백질을 구성 합니다. 그 외에도 신경전달물질, 호르몬, 효소 등 다양한 생체 분자를 구성합니다. 또한, 일부는 에너지원으로 사용되기도 합니다.

인체는 20가지 아미노산을 필요로 하는데, 이 중 9가지 아미노산은 필수 아미노산이고 나머지 11가지 아미노산은 비필수 아미노산입니다. 필수 아미노산은 인체에서 합성할 수 없기 때문에 음식을 통해 섭취해야 합니다. 비필수 아미노산은 인체에서 합성할 수 있지만, 충분한 양을 합성하지 못할 때는 음식을 통해 섭취해야 합니다.

아미노산의 분류

• 필수 아미노산(Essential Amino Acids): 인체가 스스로 합성하지 못하고 외부 식품으로부터 섭취해야 하는 아미노산

• 비필수 아미노산(Non-essential Amino Acids): 인체 내에서 스스로 합성할 수 있는 아미노산

• 조건부 필수 아미노산(Conditionally Essential Amino Acids): 특정 상황에서는 인체가 필요로 하는 아미노산이지만, 일반적으로는 합성될 수 있는 아미노산

아미노산의 주요 기능

1. 단백질 합성 펩타이드 결합을 통해 서로 연결되어 단백질을 형성

2. 신경전달물질 합성 신경전달물질의 전구체로 이는 신경 세포 사이의 정보 전달을 담당하는 화학 물질임

3. 호르몬 합성 호르몬의 전구체이며 이들은 신체의 다양한 기관과 조직의 기능을 조절하는 화학 물질이다

4. 효소 합성 아미노산은 효소의 구성 요소이고 효소는 생화학적 반응을 촉매하는 단백질임

5. 에너지원 아미노산은 에너지원으로 사용될 수 있는데 이들을 분해하여 포도당과 같은 다른 에너지원으로 전환

필수 아미노산의 일일 권장 섭취량

• 체중 kg당 일일 섭취량은 성인을 기준

• 3세 이상 어린이의 일일 권장 섭취량은 성인 수준보다 10~20% 높으며, 유아의 경우 생후 첫 해에는 최대 150% 더 높을 수 있습니다.

• 시스테인 (또는 황 함유 아미노산), ​​티로신 (또는 방향족 아미노산) 및 아르기닌은 유아 및 성장기 어린이에게 항상 필요합니다.

• 메티오닌과 시스테인은 메티오닌 S-메틸전이 효소와 촉매 메티오닌 합성효소를 사용하여 둘 중 하나를 합성할 수 있기 때문에 함께 분류됩니다.

• 페닐알라닌과 티로신은 페닐알라닌/티로신 암모니아 분해 효소를 사용하여 둘 중 하나가 다른 것으로부터 합성될 수 있기 때문에 함께 그룹화됩니다.

식품의 아미노산 요구량 및 아미노산 함량

1. 식품의 아미노산 요구량

   • 식이성 질소 섭취량과 액체 및 고체 폐기물로 배설되는 질소 사이의 균형을 계산하여 결정

   • 단백질은 신체에서 가장 큰 질소 함량을 나타내기 때문

   • [보유된 질소의 양]/[총 질소 섭취량] = 순 단백질 이용률

   • [보유된 질소의 양]/(질소 섭취량 – 기준치 이상의 질소 손실) = 생물학적 가치(%))

2. 식품의 아미노산 함량

   • 현대 기술은 이온 교환 크로마토그래피를 사용하여 식품의 실제 아미노산 함량을 결정

   • USDA는 자체 실험실에서 이 기술을 사용하여 28개 카테고리에 걸쳐 7793개 식품의 함량을 결정

   • USDA는 2018년에 최종 데이터베이스를 대중에게 공개

3. 제한 아미노산

   • 인간의 요구 사항에 따라 다르며 현재 권위 있는 출처에서 나온 두 가지 인간 요구 사항 세트가 있습니다. 하나는 WHO에서 게시하고 다른 하나는 USDA에서 게시합니다.

필수 아미노산 결핍

1. 결핍 영향

   • 필수 아미노산 중 하나가 필요한 양만큼 제공되지 않으면 다른 아미노산의 가용성에 관계없이 단백질 합성이 억제.

   • 신체적 징후로는 부종, 영유아의 성장 장애, 약한 근육 조직, 둔한 피부, 얇고 부서지기 쉬운 머리카락 등이 있음

   • 낮은 혈청 알부민과 낮은 혈청 트랜스페린이 포함됨

2. 결핍 증상

   • 마라스무스(marasmus) 또는 콰시오르커(kwashiorkor)로 나타날 수 있는 단백질 에너지 영양실조가 발생

   • 마라스무스

     • 순수한 열량 결핍으로 인해 발생하는 영양실조입니다.

     • 마라스무스가 있는 사람들은 체중 감량, 피부 주름, 근육 손실, 피로, 변비 등의 증상을 보입니다.

• 콰시오르커

  • 단백질 결핍으로 인해 발생하는 영양실조입니다.

  • 콰시오르커가 있는 사람들은 부종, 성장 장애, 근육 손실, 피부 변색, 머리카락 변화 등의 증상을 보입니다.

필수 아미노산 종류

1. 이소류신 (Isoleucine)

1. 기본 정보

   • IUPAC 이름: 이소류신(Isoleucine)

   • 다른 이름: (2S,3S)-2-아미노-3-메틸펜탄산

   • CAS 번호: 73-32-5

   • 화학식: C6H13NO2

   • 몰 질량: 131.175 g/mol

2. 속성

   • 분류: 비극성, 비전하, 분지쇄, 지방족 아미노산

   • 필수 아미노산: 인간에게 필수적, 식단에서 섭취 필요

3. 기능 및 역할

   • 단백질 합성에 필수적

   • 태아 헤모글로빈 및 다양한 단백질의 구성 성분

   • 포도당 생성 및 케톤 생성에 참여

   • 인슐린 저항성과 관련

4. 대사 및 생합성 경로

   • 이소류신은 피루브산과 알파-케토부티레이트로부터 합성됨

   • 합성 경로에 관여하는 주요 효소 포함

5. 관련식품

   • 계란, 콩 단백질, 해초, 칠면조, 닭고기, 양고기, 치즈, 생선 등

2. 루신(Leucine)

아래는 류신에 관한 정보를 목차 형식으로 정리한 것입니다.

1. 기본정보

   • IUPAC 이름: 류신

   • 다른 이름: 2-아미노-4-메틸펜탄산

   • CAS 번호: 61-90-5

   • 화학식: C6H13NO2

   • 몰 질량: 131.173 g/mol

2. 속성

   • 비극성, 비전하, 분지쇄, 지방족 아미노산

3. 기능 및 역할

   • 단백질 합성에 필수

   • 케톤 생성에 관여

   • 인슐린 저항성과 관련

   • mTOR 활성화로 단백질 합성 촉진

4. 관련식품

   • 육류, 유제품, 콩 제품, 콩, 식물, 계란, 생선 등

5. 합성 경로

   • 이소류신으로부터 합성

   • 주요 효소 관련 정보

3. 라이신(Lysine)

1. 기본정보

   • IUPAC 이름: Lysine

   • 다른 이름: 2,6-다이아미노-헥사노산

   • CAS 번호: 56-87-1

   • 화학식: C6H14N2O2

   • 몰 질량: 146.19 g/mol

2. 기능 및 역할

   • 단백질 생성에의 기여

   • 콜라겐 가교 결합 및 안정성

   • 미네랄 영양소 흡수와 지방산 대사

   • 후성유전체에의 영향

3. 이화작용

   • 사카로핀 경로의 개요

   • 이화작용 과정 및 발생 위치

4. 관련식품

   • 고단백 식품의 라이신 함량

   • 곡물과 콩류의 라이신 함량 비교

   • 라이신의 영양가 및 일일 필요량

5. 산업적 및 공중 보건 중요성

   • 동물 사료 산업에서의 라이신 사용

   • 유전자 변형 및 선택적 육종 기술을 통한 라이신 함량 증가

4. 메티오닌 (Methionine)

1. 기본정보

   • IUPAC 이름: 메티오닌

   • 다른 이름: 2-아미노-4-(메틸티오)부탄산

   • CAS 번호: 59-51-8

   • 화학식: C5H11NO2S

   • 몰 질량: 149.21 g/mol

2. 기능 및 역할

   • 생화학적 코딩: 코돈 AUG에 의해 암호화됨

   • 단백질 생성에서의 역할

   • 인코딩: 표준 유전자 코드에서의 역할

   • 파생 상품: S-아데노실메티오닌

3. 기타 생화학적 경로

   • 메티오닌의 이화작용

   • 메티오닌의 재생

   • 역황황변환 경로: 시스테인으로의 전환

   • 에틸렌 합성

4. 화학 합성

   • 산업적 합성 방법

5. 인간 영양

   • 메티오닌 보충의 중요성

   • DNA 메틸화에서의 역할은 유전자 발현 조절에 중요하며, 세포 분화, 유전자 억제, DNA 복구 및 안정성에 기여

   • 필요 요구량 : kg당 약 19mg

   • 동물 기반의 식품에서 발견됩니다. 이에는 육류, 생선, 계란, 유제품 등이 포함

5. 페닐알라닌 (Phenylalanine)5. 페닐알라닌 (Phenylalanine)

1. 기본 정보

   • IUPAC 이름: (S)-2-Amino-3-phenylpropanoic acid

   • 다른 이름: L-Phenylalanine

   • CAS 번호: 63-91-2 (L-형태)

   • 화학식: C₉H₁₁NO₂

   • 몰 질량: 165.19 g/mol

2. 속성

   • 분류: 필수 α-아미노산

3. 기능 및 역할

   • 티로신, 도파민, 노르에피네프린 및 에피네프린의 합성에 기여

   • 또한 멜라닌과 같은 생물학적 색소의 합성에 관여

   • 페닐케톤뇨증(PKU) 환자에게 중요한 영양소로, 이 질환을 가진 사람들은 페닐알라닌 수준을 엄격하게 관리해야 함

4. 대사 및 생합성 경로

   • 페닐알라닌은 간에서 대사되며, 주로 티로신으로 전환

5. 관련식품

   • 육류, 생선, 계란, 유제품, 콩류 및 일부 견과류가 포함됩니다.

   • 특히 소고기, 닭고기, 돼지고기, 생선류(예: 연어, 참치) 및 유제품(예: 치즈, 우유)이 좋은 출처

   • 또한, 페닐알라닌은 아스파탐이 포함된 인공 감미료에서 유래

6. 트레오닌(Threonine)

1. 기본 정보

   • IUPAC 이름: Threonine

   • 다른 이름: 2-Amino-3-hydroxybutanoic acid

   • CAS 번호: 72-19-5

   • 화학식: C₄H₉NO₃

   • 몰 질량: 119.12 g·mol−1

2. 속성

   • L-트레오닌 및 D-트레오닌, L-알로트레오닌, D-알로트레오닌의 4가지 입체 이성질체

3. 기능 및 역할

   • 면역 기능 강화에 기여하며, 항체 생성과 면역계의 중요한 구성 요소

   • 장기 기능과 지방 대사에 중요한 역할

   • 트레오닌은 결합 조직 및 피부의 건강 유지

4. 대사 및 생합성 경로

   • 대사 과정에서 트레오닌은 글리신과 피루브산으로 분해되어 에너지 생산에 기여

   • 트레오닌은 또한 간에서 효율적으로 대사되며, 일부는 뇌로 전달되어 신경전달물질의 합성에 사용

5. 관련 식품

   • 콩, 렌즈콩, 육류, 가금류, 생선, 치즈, 우유, 계란, 씨앗, 견과류 등

   • 유제품 및 유제품 대체품, 통곡물, 채소 및 과일에서도 소량의 트레오닌을 얻을 수 있음

7. 트립토판 (Tryptophan)

1. 기본 정보

   • IUPAC 이름: Tryptophan

   • 다른 이름: 2-Amino-3-(1H-indol-3-yl)propanoic acid

   • CAS 번호: 73-22-3

   • 화학식: C₁₁H₁₂N₂O₂

   • 몰 질량: 204.23 g·mol−1

2. 속성

   • 분류: 필수 아미노산, 방향족 아미노산

3. 기능 및 역할

   • 신경전달물질인 세로토닌의 전구체로, 기분과 수면에 영향

   • 멜라토닌 및 니아신(비타민 B3)의 합성에도 관여

   • 스트레스 및 불안 완화, 수면 개선에 도움

4. 대사 및 생합성 경로

   • 세로토닌 및 멜라토닌 합성 과정에서 트립토판이 5-하이드록시트립토판(5-HTP)으로 전환되고, 이후 세로토닌으로 전환

   • 니아신의 생합성 과정에서도 사용

5. 관련 식품

   • 트립토판은 육류, 가금류, 생선, 유제품, 견과류, 콩류, 통곡물 등

   • 특히 칠면조, 닭고기, 우유, 치즈, 요구르트, 계란, 호박씨, 콩, 렌즈콩, 병아리콩, 견과류(예: 아몬드, 호두) 등

6. 의료용도

   • 우울증, 불면증 치료에 사용

   • 부작용 및 상호작용 주의 필요

7. 사회적 및 문화적 관점

   • 쇼와덴코 오염 스캔들: 오염된 트립토판 배치로 인한 건강 문제

   • 식후 졸음과 관련된 칠면조에 대한 일반적인 오해

8. 발린 (Valine)

1. 기본 정보

   • IUPAC 이름: Valine

   • 다른 이름: 2-Amino-3-methylbutanoic acid

   • CAS 번호: 72-18-4

   • 화학식: C₅H₁₁NO₂

   • 몰 질량: 117.15 g·mol−1

2. 속성

   • 분류: 필수 아미노산, 분지쇄 아미노산

3. 기능 및 역할

   • 근육 대사, 조직 재생 및 에너지 생산

   • 면역 체계의 기능과 건강한 신체 기능 유지

   • 근육 성장과 재생에 필요한 아미노산 중 하나

4. 대사 및 생합성 경로

   • 발린의 대사는 간에서 일어나며, 분지쇄 아미노산 탈아미노화 효소에 의해 대사

   • 이후 아세틸-CoA 또는 숙신일-CoA로 전환되어 에너지 대사에 참여

5. 관련 식품

   • 고단백 식품에 풍부합니다. 예를 들어 육류, 가금류, 생선, 유제품, 계란, 견과류, 콩류, 곡류 등

   • 특히 쇠고기, 닭고기, 돼지고기, 연어, 치즈, 우유, 렌즈콩, 병아리콩, 견과류(예: 아몬드, 캐슈넛) 등

6. 합성

   • 라세믹 발린의 합성: 이소발레르산의 브롬화 및 아민화 과정

7. 의학적 중요성

   • 대사질환: 메틸말론산뇨증, 메이플 시럽 소변 질환 등과 관련

   • 인슐린 저항성: 혈청 발린 수준과 관련

   • 조혈줄기세포: 식이성 발린이 조혈 줄기 세포 자가 재생에 필수적

9. 히스티딘 (Histidine)

1. 기본 정보

   • IUPAC 이름: Histidine

   • 다른 이름: 2-Amino-3-(1H-imidazol-4-yl)propanoic acid

   • CAS 번호: 71-00-1

   • 화학식: C₆H₉N₃O₂

   • 몰 질량: 155.15 g·mol⁻¹

2. 속성

   • 분류: 필수 아미노산, 이마자졸 계열

3. 기능 및 역할

   • 면역체계의 기능과 조절에 관여

   • 히스타민의 전구체로서 알레르기 반응과 염증 반응의 핵심 요소

   • 혈액의 pH 균형 유지에 기여

   • 금속이온 결합과 효소 활성에 기여

4. 대사 및 생합성 경로

   • 히스티딘은 히스타민, 아네르길린, 카르노신 등의 중요한 생화학적 화합물의 합성에 사용

5. 관련식품

   • 육류, 가금류, 생선, 유제품, 견과류, 콩류 등 단백질이 풍부한 식품이 히스티딘의 좋은 공급원입니다.

   • 특히 소고기, 양고기, 돼지고기, 치킨, 생선(특히 참치), 계란, 우유, 치즈, 콩, 견과류 및 씨앗류에서 풍부

6. 이미다졸 측쇄의 성질

   • pKa 약 6.0, pH 6 미만에서 대부분 양성자화

   • 양전하를 띤 이미다졸륨 고리 형성

   • 효소 촉매 메커니즘과 관련

7. 리간드

   • 금속 이온과의 복합체 형성

   • 미오글로빈과 헤모글로빈의 Fe에 결합된 축 기반 등에서 중요한 역할

필수 아미노산 보충제

보충제는 인체가 스스로 합성할 수 없는 아미노산을 외부에서 공급해주는 상품을 말합니다. 이들의 섭취로 단백질 합성, 에너지 생성, 면역 체계 강화, 상처 치유, 혈당 수치 조절 등 다양한 역할을 기대 할 수 있습니다.

필요한 사람

• 운동선수

• 근육량 증가

• 체중 감량

• 면역 체계를 강화

• 상처를 치유

• 혈당 수치를 조절

보충제의 기대 효능

• 단백질 합성 촉진

• 근육량 증가

• 근육 회복 촉진

• 체중 감량

• 면역 체계 강화

• 상처 치유

• 혈당 수치 조절

보충제의 종류

1. BCAA(분지쇄 아미노산)

   • 류신, 이소류신, 발린으로 구성된 보충제

   • BCAA는 근육 합성을 촉진하고 근육 회복을 돕는 데 도움이 된다고 알려짐

2. EAA(필수 아미노산)

   • 9가지 필수 아미노산이 모두 포함된 보충제

   • EAA는 단백질 합성을 촉진하고 근육량을 증가 시킨다고 알려짐

3. HMB(β-하이드록시 β-메틸부티레이트)

   • 류신의 대사산물인 보충제

   • HMB는 근육 손실을 방지하고 근육량을 늘리는 데 도움이 된다고 알려짐

주의할 점

• 과도하게 섭취하면 부작용을 일으킬 수 있음

• 과도하게 섭취하면 메스꺼움, 구토, 설사, 두통, 피로 등의 부작용이 나타날 수 있음

• 보충제를 복용하기 전에 반드시 의사와 상담할것을 권고함

복용할 수 없는 사람

• 간질 환자

• 신장 질환 환자

• 임산부 및 수유부

• 어린이

결론

필수 아미노산은 인체에서 합성되지 않아 반드시 식단을 통해 섭취해야 하는 중요한 영양소입니다. 이들 아미노산은 단백질의 기본 단위로서, 근육과 조직의 구축, 효소 및 호르몬의 합성, 신경 전달 물질의 생산 등 다양한 생체 기능에 필수적인 역할을 합니다. 필수 아미노산의 적절한 섭취는 건강한 신체 기능 유지 및 질병 예방에 중요한 역할을 하며, 특히 성장기 어린이나 회복 중인 환자, 운동 선수 등에게 더욱 중요합니다. 또한 정신건강에도 영향을 미침니다.

건강한 생활 방식과 영양 섭취는 신체와 정신 건강을 유지하는 데 핵심임을 명심해야 할 것입니다.