글루탐산
글루탐산 (Glutamic acid, 기호 Glu 또는 E)은 단백질을 구성하는 20가지 표준 아미노산 중 하나이며, 조건부 필수 아미노산으로 분류된다. 즉, 일반적으로 체내에서 충분히 합성되지만, 특정 상황에서는 외부로부터 섭취해야 할 수도 있다. 글루탐산은 산성 아미노산으로, 카르복실기 (-COOH)를 두 개 가지고 있어 낮은 pH에서 음전하를 띤다.
화학적 특성
글루탐산의 화학식은 C5H9NO4이며, 분자량은 147.13 g/mol이다. α-탄소에 아미노기 (-NH2)와 카르복실기 (-COOH), 그리고 측쇄로 에탄산 (-CH2CH2COOH)을 가진다. 글루탐산은 키랄성 분자이므로 L-형과 D-형의 두 가지 이성질체가 존재하지만, 생체 내에서는 주로 L-글루탐산이 사용된다.
생체 내 역할
글루탐산은 다양한 생체 내 과정에서 중요한 역할을 수행한다. 주요 역할은 다음과 같다.
- 신경전달물질: 글루탐산은 뇌에서 가장 흔한 흥분성 신경전달물질이다. 학습, 기억, 신경 발달 등 다양한 뇌 기능에 관여하며, NMDA 수용체, AMPA 수용체, 카이네이트 수용체 등 다양한 글루탐산 수용체를 통해 신호를 전달한다.
- 대사 과정: 글루탐산은 아미노산 대사, 탄수화물 대사, 지방 대사 등 다양한 대사 과정에 참여한다. 예를 들어, α-케토글루타르산은 시트르산 회로의 중간체로, 글루탐산으로부터 생성될 수 있다.
- 해독 작용: 글루탐산은 암모니아를 무독화하는 과정에 관여한다. 암모니아는 글루탐산과 반응하여 글루타민을 형성하며, 글루타민은 신장으로 이동하여 암모니아를 배설하는 데 도움을 준다.
- 단백질 합성: 글루탐산은 단백질을 구성하는 아미노산으로서, 다양한 효소, 호르몬, 항체 등의 합성에 필수적이다.
글루탐산과 건강
- MSG (글루탐산 모노나트륨): 글루탐산은 식품 첨가물인 글루탐산 모노나트륨 (MSG)의 형태로 널리 사용된다. MSG는 감칠맛을 내는 효과가 있으며, 다양한 가공식품에 첨가된다. 일부 사람들은 MSG 섭취 후 두통, 발한, 메스꺼움 등의 증상을 경험할 수 있지만, 과학적 연구 결과는 MSG와 이러한 증상 간의 명확한 인과관계를 입증하지 못하고 있다.
- 신경퇴행성 질환: 글루탐산의 과도한 흥분 독성은 신경퇴행성 질환 (알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병 등)의 발병에 기여할 수 있다는 연구 결과가 있다.
- 간질: 글루탐산은 간질 발작을 유발할 수 있는 흥분성 신경전달물질이므로, 간질 환자는 글루탐산 섭취에 주의해야 한다.
글루탐산 공급원
글루탐산은 다양한 식품에 자연적으로 존재한다. 특히 단백질 함량이 높은 식품 (고기, 생선, 유제품, 콩류)에 많이 함유되어 있다. 또한, 토마토, 버섯, 브로콜리 등 일부 채소에도 글루탐산이 풍부하게 들어 있다.