메티오닌

3. 생합성

• 먼저, 아스파르트산은 말단 카복실기의 두 단계에 걸친 환원에 의해 아스파르트산 β-세미알데하이드를 거쳐 호모세린으로 전환된다. 대사 중간생성물인 아스파르트산 β-세미알데하이드는 리신 생합성 경로와의 분기점이며, 리신 생합성에서는 환원되는 대신에 피루브산과 축합된다. 호모세린은 트레오닌 생합성 경로와의 분기점이며 트레오닌 생합성에서는 인산기(식물의 메티오닌 생합성에서도 사용됨)로 말단 하이드록실기를 활성화한 후 이성질체화된다.^[44]
• 메티오닌 생합성에서 호모세린은 인산기, 석시닐기 또는 하이드록실기 상의 아세틸기로 활성화된다.
• * 식물과 일부 세균^[44]에서는 인산기를 사용한다. 이 단계는 트레오닌 생합성에서도 사용된다.^[44]
• * 대부분의 생물에서 아세틸기는 호모세린을 활성화하는 데 사용된다. 이는 metX 또는 metA(동족체가 아님)에 의해 암호화된 효소에 의해 세균에서 촉매될 수 있다.^[44]
• * 장내세균과 제한된 수의 다름 생물에서는 석신산을 사용한다. 반응을 촉매하는 효소는 MetA이고 아세틸-CoA 및 석시닐-CoA에 대한 특이성은 단일 잔기에 의해 결정된다.^[44]
• 그런 다음 하이드록실 활성화기는 시스테인, 메테인싸이올 또는 황화 수소로 치환된다. 치환 반응은 기술적으로 γ-제거 반응에 이은 마이클 반응의 변형이다. 관련된 모든 효소는 Cys/Met 대사 PLP-의존성 효소 패밀리의 상동체 및 구성원이며, 이는 PLP-의존성 접힘 I형 계통군의 하위 부류이다. 이들은 탄소 음이온 중간생성물을 안정화시켜 기능하는 보조 인자인 피리독살 인산(PLP)을 활용한다.^[44]
• * 시스테인과 반응하면 시스타티오닌이 생성되고, 시스타티오닌은 절단되어 호모시스테인이 생성된다. 관련된 효소는 시스타티오닌 γ-생성효소(세균에서 metB에 의해 암호화됨) 및 시스타티오닌 β-분해효소(metC)이다. 시스타티오닌은 두 효소에서 다르게 결합되어 β 또는 γ 반응이 일어나도록 한다.^[44]
• * 유리 황화 수소와 반응하면 호모시스테인이 생성된다. 이는 ''O''-아세틸호모세린 아미노카복시프로필트랜스퍼레이스(이전에는 ''O''-아세틸호모세린 (싸이올)-분해효소로 알려짐)에 의해 촉매된다. 이것은 세균에서 metY 또는 metZ에 의해 암호화된다.^[44]
• * 메테인싸이올과 반응하면 직접적으로 메티오닌을 생성한다. 메테인싸이올은 특정 화합물의 분해 경로의 부산물이기 때문에, 이러한 경로는 흔하지 않다.^[44]
• 호모시스테인이 생성되면 싸이올기가 메틸화되어 메티오닌이 생성된다. 두 가지 메티오닌 생성효소가 알려져 있는데, 하나는 코발라민(비타민 B₁₂) 의존성이고 다른 하나는 코발라민 비의존성이다.^[44]

3. 1. 황전환 경로

3. 2. 직접 설퍼릴화 경로

4. 생체 내 대사

4. 1. 메티오닌 재생

4. 2. 시스테인으로 전환 (리버스 황전환 경로)

• (5) 시스타티오닌 β-생성효소(피리독살 인산을 필요로 하는 효소)는 호모시스테인과 세린을 결합시켜 시스타티오닌을 생성한다.
• (6) 시스타티오닌 γ-분해효소는 시스타티오닌을 시스테인과 α-케토뷰티르산으로 분해한다.
• (7) α-케토산 탈수소효소는 α-케토뷰티르산을 프로피오닐-CoA로 전환시키고, 프로피오닐-CoA는 3단계 과정을 통해 석시닐-CoA로 대사된다.

4. 3. 에틸렌 합성 (양 회로)

5. 화학적 합성

산업적 합성은 아크롤레인, 메테인싸이올(메탄티올) 및 사이안화물을 결합시켜 히단토인을 생성한다.^[51][16] 라세미 메티오닌은 다이에틸 나트륨 프탈이미도말로네이트를 클로로에틸메틸설파이드(ClCH₂CH₂SCH₃)로 알킬화한 후 가수분해 및 탈카복실화하여 합성할 수 있다.^[52][17]

6. 사람의 영양

메티오닌은 필수 아미노산이므로 반드시 식품을 통해 섭취해야 한다.

메티오닌 보충에 대한 임상적 증거는 결정적이지 않다.^[18] 메티오닌의 식단 제한은 뼈 관련 질환을 유발할 수 있다.^[18]

메티오닌 보충은 구리 중독으로 고통받는 사람들에게 도움이 될 수 있다.^[19]

DNA 메틸화의 메틸기 공여체인 메티오닌의 과다 섭취는 여러 연구에서 암 성장과 관련이 있다.^[20][21]

== 권장 섭취량 ==

미국 의학 연구소의 식품 영양 위원회는 2002년에 필수 아미노산에 대한 권장 섭취량(RDA)을 설정했다.^[53][22] 19세 이상 성인의 경우 메티오닌과 시스테인을 합하여 하루 체중 1kg당 19mg을 섭취하도록 권장된다.^[53] 이는 체중 70kg인 성인의 경우 하루 약 1.33g에 해당한다.^[22]

== 식품 공급원 ==

메티오닌은 계란, 고기, 생선, 참깨, 브라질너트, 기타 식물 씨앗, 시리얼 곡물에 함유되어 있다.^[54] 대부분의 과일과 채소에는 아주 적은 양이 들어 있으며, 콩과 식물은 단백질 밀도가 높지만 메티오닌이 적다. 적정량의 메티오닌이 포함되지 않은 단백질은 완전 단백질로 간주되지 않는다.^[54] 이러한 이유로 라세미 메티오닌은 때때로 애완 동물 사료의 성분으로 첨가된다.^[55]

한국에서는 특히 깨, 콩, 닭고기, 쇠고기, 생선 등을 통해 메티오닌을 섭취할 수 있다. 그 외에도 시금치, 완두콩, 마늘, 특정 종류의 치즈, 옥수수, 피스타치오, 캐슈넛, 강낭콩, 두부, 템페 에도 메티오닌이 풍부하게 들어있다.

== 건강 관련 사항 ==

메티오닌은 필수 아미노산이지만, 섭취에 있어 주의가 필요하다. 메티오닌 결핍은 흰머리, 항산화 기능 저하, 동맥경화증 등을 유발할 수 있다.^[73][74][75] 메티오닌 결핍은 모낭에 과산화 수소 축적을 유발하고 티로시네이스의 효과를 감소시켜 모발 색깔의 점진적인 손실로 이어진다.^[73] 또한 메티오닌은 글루타티온의 세포 내 농도를 증가시켜 항산화 매개 세포 방어 및 산화환원 조절을 촉진하며, 산화 대사 산물과 결합하여 도파민으로 인한 흑색 세포 손실로부터 세포를 보호한다.^[74] 메티오닌은 시스테인, 카르니틴, 타우린, 레시틴, 포스파티딜콜린 및 기타 인지질 생합성에서의 대사 중간생성물이며, 부적절한 전환은 호모시스테인의 축적으로 인한 죽상동맥경화증을 유발할 수 있다.^[75]

반면, 메티오닌 과다 섭취는 일부 연구에서 암 성장을 촉진할 수 있다는 보고가 있으므로 주의해야 한다.^[20][21]

메티오닌 제한은 쥐의 노화 관련 질병을 억제하고^[64][65] 쥐의 결장암 발병을 억제한다.^[66] 사람의 경우 식단 조절을 통한 메티오닌 제한은 식물성 식단을 통해 이루어질 수 있다.^[67]

식이 메티오닌을 제한하면 이화 산물인 S-아데노실메티오닌(SAM-e)의 수준이 감소하여 후속적으로 히스톤의 메틸화가 감소한다.^[68]

쥐에 대한 2009년의 연구는 "식이 요법에서 메티오닌을 보충하면 쥐의 간 미토콘드리아에서 미토콘드리아 활성산소의 생성과 미토콘드리아 DNA의 산화적 손상이 증가하여 간독성에 대한 그럴듯한 메커니즘을 제공한다"는 것을 보여주었다.^[69]

그러나 메티오닌은 필수 아미노산이기 때문에 시간이 지남에 따라 질병이나 사망이 일어나지 않는 한 동물의 식단에서 완전히 제거될 수는 없다. 예를 들어 메티오닌과 콜린이 없는 식사를 한 쥐는 지방간염과 빈혈이 일어났으며, 5주 동안 체중의 2/3가 감소했다. 메티오닌의 투여는 메티오닌 결핍의 병리학적 결과를 개선했다.^[70]

6. 1. 권장 섭취량

6. 2. 식품 공급원

한국에서는 특히 깨, 콩, 닭고기, 쇠고기, 생선 등을 통해 메티오닌을 섭취할 수 있다. 그 외에도 시금치, 완두콩, 마늘, 특정 종류의 치즈, 옥수수, 피스타치오, 캐슈넛, 강낭콩, 두부, 템페 에도 메티오닌이 풍부하게 들어있다.

6. 3. 건강 관련 사항

7. 기타 용도

DL-메티오닌은 개의 신장 결석 가능성을 줄이는 데 도움을 주는 보충제로 사용될 수 있다.^[76][28] 메티오닌은 소변을 산성화시켜 퀴니딘의 소변 배설을 증가시킨다.^[76][28] 요로 감염을 치료하는 데 사용되는 아미노글리코사이드 항생제는 알칼리성 조건에서 가장 잘 작용하며, 메티오닌 사용으로 인한 소변 산성화는 이러한 효과를 감소시킬 수 있다.^[76][28] 따라서 개가 소변을 산성화시키는 식사를 섭취하고 있다면 메티오닌을 사용해서는 안 된다.^[76][28]

메티오닌은 미국 유기농 인증 프로그램에 따라 유기농 가금류 사료의 보충제로 사용이 허용된다.^[77][29]

메티오닌은 오렌지 작물에 대한 심각한 해충인 파필리오 크레스폰테스(''Papilio cresphontes'') 애벌레^[78] 또는 자이언트 제비꼬리나비 애벌레^[30]에 대한 무독성 살충제 옵션으로 사용될 수 있다.

8. 대사 질환

메티오닌 대사 관련 질환으로는 호모시스틴뇨증, 말론산 및 메틸말론산뇨 복합 증후군(CMAMMA), 메틸말론산혈증, 프로피온산혈증 등이 있다.

9. 의약품으로서의 이용

DL-메티오닌은 개의 신장 결석 발생 가능성을 줄이는 보충제로 투여되기도 하며, 소변을 산성화하여 퀴니딘의 배설을 증가시키기도 한다. 요로 감염 치료에 사용되는 아미노글리코사이드 항생제는 알칼리성 조건에서 효과적이므로, 메티오닌 사용으로 인한 소변 산성화는 그 효과를 감소시킬 수 있다. 따라서 개가 소변을 산성화하는 식단을 섭취하고 있다면 메티오닌을 사용해서는 안 된다.^[28]

메티오닌은 미국 유기농 인증 프로그램에 따라 유기농 가금류 사료의 보충제로 허용된다.^[29]

메티오닌은 오렌지 작물에 심각한 해충인 자이언트 제비꼬리나비 애벌레에 대한 비독성 살충제 옵션으로 사용될 수 있다.^[30]

메티오닌은 화학 물질에 의한 중독 치료를 목적으로 1일 100mg에서 1000mg을 정맥 내에 주사하는 방법으로 사용될 수 있다.^[33]

참조

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