글리아딘

3. 화학적 특성

글리아딘은 내재적 무질서 단백질로, 형태가 지속적으로 변하여 연구하기가 어렵다. 단백질 이미지 분석과 컴퓨터 시뮬레이션을 수행한 결과, 글리아딘의 평균적인 형태는 타원형을 따르는 것으로 나타났다.^[7] 더 구체적으로는 소수성 코어와 느슨하게 무질서한 꼬리를 가진 올챙이 모양의 구조를 가질 가능성이 높다.^[8]

다른 글루텐 단백질인 글루테닌과 비교했을 때, 글루테닌은 이황화 결합으로 인해 확장된 중합체 네트워크를 형성하는 반면, 글리아딘은 세포 내에서 단량체 분자이다. 비록 여러 면에서 매우 유사하지만, 특히 저분자량 글루테닌은 많은 글리아딘과 유사하게 위치에 시스테인을 가지고 있다는 점에서 유사하다. 그러나 글리아딘은 소수성 상호작용으로 인해 합성 시 시스테인이 사슬 내 이황화 결합을 형성하기 때문에 세포 내에서 중합체를 형성할 수 없다.^[7]

글리아딘은 큰 소수성 부분, 폴리글루타민 트랙 및 단백질 탠덤 반복 서열로 인해 더 큰 올리고머로 응집될 수 있고 다른 글루텐 단백질과 상호작용할 수 있다. 이러한 부분들은 소수성 방식으로 응집되고, 생체 분자 응축물로 액체-액체 상 분리를 일으키며, 잠재적으로 β-시트 응집체를 형성하거나 구조적 특성에 의해 단순히 얽힐 가능성이 있다.^[8][9]

4. 생화학적 특성

글리아딘은 프롤라민이며, 전기 영동 이동성과 등전점을 기준으로 분리된다. 글리아딘 펩타이드는 능동 수송을 통해 장벽을 통과한다.

5. 대사

글리아딘은 글루테닌과 함께 글루텐을 형성하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.^[22] 글리아딘은 에탄올에 약간 용해되며, 분자 내 이황화물 결합만을 포함한다. 이 단백질들은 빵이 제대로 부풀어 오르거나 구워질 때 형태를 유지하는 데 필수적이다. 또한 음식에서 유래한 질환의 가장 대표적인 사례 중 일부를 유발한다. 셀리악병(글루텐 민감성 장병증이라고도 함) 환자는 α, β, γ 글리아딘에 민감하다. 밀 의존성 두드러기와 제빵사의 천식 환자는 ω-글리아딘에 민감하다.

글리아딘은 또한 민감한 효소 (예: 슈퍼옥사이드 디스뮤타아제로, 글리아딘과 융합되어 글리소딘을 형성)의 유용한 전달 방법으로 사용될 수 있다. 이것은 분해를 유발하는 위산으로부터 효소를 보호하는 데 도움이 된다.

;탈아미드화 글리아딘

탈아미드화 글리아딘은 글루텐을 산 또는 효소로 처리하여 생성된다. 효소 조직 트랜스글루타미나제(tTG)는 풍부한 글루타민의 일부를 글루탐산으로 전환시킨다. 이는 글리아딘이 알코올에 용해되어 식품의 품질을 변경하지 않고는 다른 식품(예: 우유)과 혼합될 수 없기 때문이다. 탈아미드화 글리아딘은 물에 용해된다. 탈아미드화 α-/β-글리아딘에 대한 세포 면역은 α/β-글리아딘보다 훨씬 크며, 점막 상피를 넘어 tTG에 의해 탈아미드화된 글리아딘은 증상이 있는 글루텐 민감성 장질환을 유발할 수 있다.

5. 1. 탈아미드화 글리아딘

6. 셀리악병 (Celiac disease)

셀리악병은 만성적인 면역 매개성 장 질환으로, 신체가 글루텐의 구성 성분인 글리아딘에 불내성을 보이게 된다.^[10] 셀리악병 환자는 평생 동안 밀, 보리, 호밀에 불내성을 보이는데, 이들 모두 프롤라민을 함유하고 있다.^[11] 이 질환은 종종 수년 동안 인지되지 않고 지나가 심각한 장기 손상을 유발할 수 있으며,^[12] 현재 대부분의 사례가 인지, 진단, 치료되지 않은 채로 남아 있다.

글리아딘 단백질은 유전적으로 민감한 개인에게서 비정상적인 면역 반응으로 인한 자가면역 장병증을 유발할 수 있다. 글리아딘 단백질 내 특정 아미노산 서열이 이러한 활동을 담당한다.^[11][13] 이는 장 상피 내에서 탈아미노화된 글리아딘 폴리펩타이드 사슬을 CD4⁺ T 세포가 인식한 결과로 발생한다.^{[14][15][16][17][18]} 그 후 CD8⁺ T 세포가 상피로 들어가 글리아딘과 트랜스글루타미나제에 특이적인 NK 수용체를 발현하여 상피 내 T 세포가 세포 사멸을 매개함으로써 장세포를 죽인다.^[14]

"비전형 증상"을 보이는 셀리악병이 가장 흔한 임상 유형이며, 2세 이상의 어린이, 청소년 및 성인에게서 발생한다.^[19] 이는 더 경미하거나 심지어 없는 위장 증상과 신체의 모든 장기를 포함할 수 있는 광범위한 비장 증상을 특징으로 하며, 어린이 (최소 43%의 경우^[20])와 성인 모두에서 매우 흔하게 무증상일 수 있다.^[17] 치료하지 않은 셀리악병은 영양 흡수 장애, 삶의 질 저하, 철 결핍, 골다공증, 장 림프종 위험 증가, 사망률 증가를 유발할 수 있다.^[21] 이는 1형 당뇨병, 갑상선염,^[15] 글루텐 운동실조, 건선, 백반증, 자가면역 간염, 듀링 피부염, 원발성 경화성 담관염 등과 같은 일부 자가면역 질환과 관련이 있다.^[15]

셀리악병의 유일한 치료법은 환자가 글루텐 함유 제품을 섭취하지 않는 엄격한 글루텐 프리 식단이다. 더 저렴하고 훨씬 더 나은 치료법을 찾기 위한 연구가 있었지만, 유일한 치료법은 글루텐 섭취를 삼가는 것이다.^[19]

참조

_[1] 논문 One hundred years of grain omics: identifying the glutens that feed the world 2013-11
_[2] 논문 Parallels between pathogens and gluten peptides in celiac sprue 2008-02
_[3] 논문 Presence of high levels of non-degraded gliadin in breast milk from healthy mothers 1998-11
_[4] PubChem
_[5] 논문 A curated gluten protein sequence database to support development of proteomics methods for determination of gluten in gluten-free foods 2017-06
_[6] 논문 The gamma-gliadin multigene family in common wheat (Triticum aestivum) and its closely related species 2009-04
_[7] 논문 Glutenin and Gliadin, a Piece in the Puzzle of their Structural Properties in the Cell Described through Monte Carlo Simulations 2020-07
_[8] 웹사이트 Aggregation of gluten proteins - from wheat seed biology to hydrogels : scientific modelling based primarily on Monte-Carlo and HPLC methods https://pub.epsilon.[...] 2022-06-10
_[9] 논문 Clustering and cross-linking of the wheat storage protein α-gliadin: A combined experimental and theoretical approach 2022-06-30
_[10] 논문 Coeliac disease--a meeting point for genetics, immunology, and protein chemistry 2003-04
_[11] 논문 Coeliac disease: a diverse clinical syndrome caused by intolerance of wheat, barley and rye 2005-11
_[12] 논문 Support for patients with celiac disease: A literature review 2015-04
_[13] 논문 The immune recognition of gluten in coeliac disease 2005-06
_[14] 논문 Is celiac disease an autoimmune disorder? 2005-12
_[15] 논문 Coeliac disease and autoimmune disease-genetic overlap and screening 2015-09
_[16] Review Celiac disease from a global perspective 2015-06
_[17] 논문 Clinical presentation of celiac disease in the pediatric population 2005-04
_[18] 논문 Diagnosis of gluten related disorders: Celiac disease, wheat allergy and non-celiac gluten sensitivity 2015-06
_[19] 논문 Support for patients with celiac disease: A literature review 2015-04
_[20] Review Coeliac disease and gluten-related disorders in childhood 2015-09
_[21] Review Celiac disease and non-celiac gluten sensitivity 2015-10
_[22] 웹사이트 Gliadin - an overview https://www.scienced[...] ScienceDirect Topics 2023-01-09