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오프탈민산

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목차

1. 개요

오프탈민산은 1956년 송아지 눈의 수정체에서 처음 발견된 대사산물이다. 다양한 세균, 균류, 식물, 동물 등에서 생성되며, 뇌, 눈, 간, 신장, 혈액 등 신체 여러 곳과 식물의 씨앗, 잎 등에서 발견된다. 오프탈민산은 2-아미노뷰티르산으로부터 생합성될 수 있으며, 산화 스트레스의 생물지표로 사용될 수 있다는 연구가 있었으나, 오프탈민산 증가와 글루타티온 고갈 사이의 일관된 상관관계가 없고, 건강한 조직에서도 높게 나타나 산화 스트레스의 직접적인 지표로 활용하는 것에 대한 비판적인 관점도 존재한다.

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오프탈민산 - [화학 물질]에 관한 문서
식별자
CAS 등록번호495-27-2
UNII3A60475Q1Q
펍켐7018721
켐스파이더 ID5381695
ChEBI84058
MeSH 이름오프탈민산
스마일즈CC[C@H](NC(=O)CC[C@H](N)C(O)=O)C(=O)NCC(O)=O
표준 InChI1S/C11H19N3O6/c1-2-7(10(18)13-5-9(16)17)14-8(15)4-3-6(12)11(19)20/h6-7H,2-5,12H2,1H3,(H,13,18)(H,14,15)(H,16,17)(H,19,20)/t6-,7-/m0/s1
표준 InChI 키JCMUOFQHZLPHQP-BQBZGAKWSA-N
속성
탄소 (C)11
질소 (N)3
수소 (H)19
산소 (O)6
겉모습무색 결정
관련 화합물
기타 작용기 (알칸산)N-아세틸아스파르틸글루탐산
글리실글리신
α-아미노부티르산
추가 정보
IUPAC 명칭("N"-(L-γ-글루타밀)-(2S)-2-아미노부티릴)글리신

2. 발견 및 분포

오프탈민산(OPH)은 1956년 송아지 눈의 수정체에서 처음 발견되어 분리되었으며[3], 이후 다양한 생물체와 그 조직 내에 널리 분포하는 대사산물임이 밝혀졌다.

2. 1. 발견

오프탈민산(OPH)은 1956년 송아지 눈의 수정체에서 처음 발견되어 분리되었다.[3] 이후 연구를 통해 다양한 생물체에서 발견되는, 널리 존재하는 대사산물임이 밝혀졌다. 오프탈민산이 생성되는 것으로 확인된 생물체는 다음과 같다.

분류예시 / 설명
세균다양한 종류[4][5]
균류[6]
식물계통발생학적으로 먼 식물 포함[7][8][9]
선충류예쁜꼬마선충 등
곤충[11]
어류[12]
조류[13]
설치류다양한 종류[14][15][16][17]
토끼류토끼 등[16]
포유류인간 포함[18][19][16][20][9][21][22][23][24][25][26][27][28][29][30][31]



고등 생물체 내에서도 오프탈민산은 다양한 기관과 조직에 널리 분포하는 것으로 나타났으며, 발견된 부위는 다음과 같다.

기관/조직출처
뇌[16]
눈[16]
간[16][14]
신장[14]
심장[17]
생식선[32]
난소[27]
근육[22]
지방 조직[33]
혈액[25]
혈장[34]
적혈구[15]
사람의 배설물[9]



식물에서는 씨앗 가루[7], 잎[7], 과육[8], 콩[9] 등에서 발견된다.

2. 2. 분포

오프탈민산(OPH)은 1956년 송아지 눈의 수정체에서 처음 발견되어 분리되었으며[3], 이후 다양한 생물체에서 흔히 발견되는 대사산물로 밝혀졌다. 오프탈민산은 다음 생물체들에서 생성되는 것으로 확인되었다.

고등 생물체 내에서도 오프탈민산은 다양한 조직과 체액에서 발견된다.

식물에서는 다음과 같은 부위에서 발견된다.

3. 생합성

오프탈민산(OPH)은 글루타티온(GSH) 생합성에 관여하는 효소인 글루탐산-시스테인 연결효소와 글루타티온 합성효소의 연속적인 반응을 통해 전구체인 2-아미노뷰티르산으로부터 생성된다.[45][2] 이 때문에 오프탈민산은 글루타티온 고갈이 일어나는 산화 스트레스에 대한 생물지표로 사용될 수 있다.[45]

오프탈민산 생합성의 주요 조절 인자는 시스테인과 2-아미노부티르산의 국소적(상대적) 농도와 γ-글루타밀 중간 생성물이다.[2]

4. 산화 스트레스와의 관계

오프탈민산은 글루탐산-시스테인 연결효소 및 글루타티온 합성효소의 연속적인 반응을 통해 2-아미노뷰티르산으로부터 생합성될 수 있다. 이러한 생합성 경로 때문에, 초기 연구에서는 글루타티온이 고갈되는 산화 스트레스 상황에서 오프탈민산 농도가 증가할 수 있으며, 따라서 산화 스트레스의 생물지표로 사용될 수 있다는 가능성이 제기되었다.[45]

특히 2006년 생쥐를 대상으로 한 아세트아미노펜 과다 복용 연구 이후, 대사체학 연구에서 오프탈민산 농도 변화와 산화 스트레스 간의 상관관계가 주목받기 시작했다.[34]

그러나 이후 여러 연구를 통해 오프탈민산과 산화 스트레스 사이의 직접적인 연관성에 대해서는 논란이 있으며, 오프탈민산을 산화 스트레스의 신뢰할 수 있는 지표로 사용하는 것에 대한 비판적인 시각이 제기되었다.

4. 1. 비판적 관점

오프탈민산은 대사체학 연구에서 산화 스트레스와의 연관성이 주목받았으며, 특히 2006년 생쥐를 대상으로 한 아세트아미노펜 과다 복용 연구 이후 이러한 경향이 나타났다.[34] 그러나 오프탈민산을 산화 스트레스의 직접적인 지표로 사용하는 데에는 몇 가지 중요한 문제점이 지적된다.

우선, 일부 연구[7][35]에서는 상관관계를 보고하기도 했지만, 오프탈민산 농도 증가와 글루타티온 고갈 사이에 일관된 연관성은 확립되지 않았다. 건강한 상태와 비교했을 때, 두 물질의 농도가 함께 증가하거나[13][26] 함께 감소하는 경우도 있으며,[36][37] 글루타티온 수치 변화 없이 오프탈민산만 증가하는 사례도 보고되었다.[27][38][11] 일주기 리듬에 따른 변화를 추적한 연구에서는 오프탈민산은 리듬을 보였으나 글루타티온은 그렇지 않았다는 결과도 있다.[39] 또한, 같은 개체의 다른 조직 간에도 오프탈민산 변화 양상이 크게 달라[40][41], 일반적이고 일관된 상관관계를 가정하기 어렵다는 비판이 제기된다.

다음으로, '바이오마커'로서의 의미가 제한적이라는 점이다. 초기 연구(Soga et al.)는 간의 글루타티온 감소 시 혈장 오프탈민산이 증가한다는 특정 조건 하의 상관관계를 발견했지만, 이후 연구들에서는 글루타티온 수치가 정상 범위에 있음에도 불구하고 오프탈민산 수치 변화만으로 산화 스트레스를 주장하는 경우가 나타났다. 이는 데이터 자체가 상관관계를 반증하는 상황임에도 불구하고 마커로 활용하려는 시도로, 바이오마커 개념의 오용이라는 지적이 있다.

또한, 오프탈민산은 건강한 조직, 예를 들어 눈에서도 높은 농도로 발견될 수 있다.[18] 이는 오프탈민산이 반드시 스트레스나 질병 상태에서만 나타나는 비정상적인 지표가 아님을 시사한다.

마지막으로, 아세트아미노펜 과다 복용으로 인한 간 손상을 평가하기 위해 혈장 오프탈민산 수치를 활용하려던 초기 시도는 여러 후속 연구를 통해 효과가 없는 것으로 밝혀졌다.[42][40] 따라서 오프탈민산 수치만으로 산화 스트레스 상태를 단정하는 것은 신중해야 한다는 비판적인 견해가 설득력을 얻고 있다.

참조

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[3] 논문 1956
[4] 논문 Oxidative‐stress detoxification and signalling in cyanobacteria: the crucial glutathione synthesis pathway supports the production of ergothioneine and ophthalmate 2016-02-09
[5] 논문 Ophthalmic acid accumulation in an Escherichia coli mutant lacking the conserved pyridoxal 5′-phosphate-binding protein YggS http://dx.doi.org/10[...] 2016-12
[6] 웹사이트 Carbohydrate, glutathione, and polyamine metabolism are central to ''Aspergillus flavus'' oxidative stress responses over time http://dx.doi.org/10[...] 2023-11-18
[7] 논문 Ophthalmic acid is a marker of oxidative stress in plants as in animals http://dx.doi.org/10[...] 2018-04
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[45] 저널 Differential Metabolomics Reveals Ophthalmic Acid as an Oxidative Stress Biomarker Indicating Hepatic Glutathione Consumption 2006-06


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