포스파티딜세린

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포스파티딜세린
Phosphatidyl-Serine.png
포스파티딜세린의 구성 요소
파란색과 초록색은 변화 가능한 지방산 그룹
검은색은 글리세롤
빨간색은 인산
보라색은 세린
식별자
ChEBI
ChemSpider
  • none
DrugBank
KEGG
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정보상자 각주

포스파티딜세린(phosphatidylserine, 약칭 Ptd-L-Ser 또는 PS)은 인지질이며 세포막을 구성하는 막지질이다.[1] 특히 세포자멸사와 관련하여 세포주기 신호 전달에서 중요한 역할을 한다. 포스파티딜세린은 세포자멸사를 분자 모방하면서 바이러스가 세포로 들어가는 주요 경로이다.[2] 포스파티딜세린이 막의 바깥쪽 면에 노출되면 해당 세포를 세포자멸사를 통해 파괴하며, 이때 포스파티딜세린은 파괴될 세포를 표시하는 역할을 한다.

구조[편집]

포스파티딜세린은 인지질(보다 구체적으로는 글리세로인지질)로, 글리세롤의 첫 번째, 두 번째 탄소에 에스터 결합으로 부착된 두 개의 지방산과 글리세롤의 세 번째 탄소에 포스포다이에스터 결합을 통해 부착된 세린으로 구성된다.[3]

식물에서 추출한 포스파티딜세린은 동물에서 추출한 것과 지방산 조성이 다르다.[4] 일반적으로 생체막의 안쪽(세포질 방향)에서 발견된다.[5]

생체 내 역할[편집]

포스파티딜세린(PS)은 인간 대뇌 피질 인지질의 13-15%를 차지하는 주요 산성 인지질 종류이다. 원형질막에서 PS는 몇 가지 주요 신호 전달 경로의 활성화에 필요한 단백질 도킹 부위의 일부를 형성하는 세포질 소엽에서만 나타난다. PS가 관여하는 신호 전달 경로에는 신경 세포의 생존, 신경돌기 성장, 시냅스 생성을 자극하는 것으로 알려진 Akt, 단백질인산화효소 C(PKC), Raf-1 신호 전달 경로가 있다.[6][7][8][9][10][11] 신경 세포의 원형질막에서 PS 농도의 조절은 이러한 신호 전달 과정에 상당한 영향을 미친다.

생합성[편집]

포스파티딜세린의 생합성

포스파티딜세린은 세린의 하이드록실 작용기가 사이티딘 일인산(CMP)에 친핵성 공격을 가해 치환되어, 대장균과 같은 세균에서 형성된다. CMP는 PS 합성효소에 의해 CDP-다이애실글리세롤로부터 형성된다. 포스파티딜세린은 결국 PS 다이카르복실레이스에 의해 포스파티딜에탄올아민이 될 수 있으며, 이때 부산물로 이산화 탄소를 형성한다.[5] 세균과 비슷하게 효모도 동일한 경로에서 포스파티딜세린을 합성할 수 있다.

포유류에서 포스파티딜세린은 위의 과정 대신 소포체에서 두 개의 Ca2+ 의존성 교환 반응 중 하나를 통해 포스파티딜에탄올아민이나 포스파티딜콜린에서 파생된다. 두 반응 모두 세린이 필요하지만 생성물은 각각 에탄올아민콜린이다. 이 과정들은 포스파티딜세린 합성효소 1(PSS1) 또는 2(PSS2)에 의해 촉진된다.[5] 반대로, 포스파티딜세린에서 포스파티딜에탄올아민이나 포스파티딜콜린을 합성할 수도 있다. 그러나 동물에서 포스파티딜세린을 통해 포스파티딜콜린을 합성하는 경로는 에서만 일어난다.[12]

식품원[편집]

일반적인 서양 식단에서 하루 평균 포스파티딜세린 섭취량은 130mg으로 추정된다.[13] 포스파티딜세린은 고기와 생선에서 발견될 수 있다. 흰콩이나 대두, 콩의 레시틴을 제외하고는 유제품채소에서는 소량만 발견된다. 포스파티딜세린은 콩 레시틴에서 총 인지질의 약 3%를 차지한다.[14]

표 1. 다양한 식품의 포스파티딜세린 함량.[15]

음식 함량 (mg/100g)
의 뇌 713
대서양고등어 480
심장 414
대서양청어 360
장어 335
내장 (평균값) 305
돼지비장 239
돼지의 콩팥 218
다랑어 194
뼈가 없는 껍질이 있는 닭다리 134
닭의 간 123
흰 콩 107
조개 87
껍질이 있는 닭가슴살 85
숭어 76
송아지 고기 72
쇠고기 69
돼지고기 57
돼지의 50
피부나 뼈가 없는 칠면조 다리 50
피부 없는 칠면조 가슴살 45
가재 40
오징어 31
대서양대구 28
멸치 25
보리 20
유럽 대구 (헤이크) 17
정어리 16
송어 14
현미 3
당근 2
2
우유 (전유, 3.5% 지방) 1
감자 1

보충[편집]

건강 관련 주장[편집]

유럽식품안전청(European Food Safety Authority )의 패널은 포스파티딜세린 섭취와 노인의 기억 및 인지 기능, 정신 건강과 인지 기능, 스트레스 감소 및 기억 기능 향상 사이에 인과 관계를 세울 수 없다고 결론지었다.[4] 소의 뇌 피질과 콩의 포스파티딜세린은 다른 물질이고, 따라서 다른 생물학적 활성을 가질 수 있다. 따라서 서로 다른 식품의 포스파티딜세린을 사용한 연구 결과를 일반화할 수는 없다.[4]

인지 기능[편집]

2003년 5월 FDA는 포스파티딜세린에 'qualified health claim'(건강강조표시) 상태를 부여했으며, "포스파티딜세린 섭취는 노인의 치매 및 인지 기능 장애의 위험을 감소시킬 수 있다"라는 표시를 허용하고 "매우 제한적이고 예비적인 과학적 연구가 포스파티딜세린이 노인의 인지 기능 장애의 위험을 감소시킬 수 있음을 시사한다."라는 조항을 뒤에 달았다.[16][17] FDA에 따르면 포스파티딜세린과 인지 기능 사이에 관계가 있다는 자격 있는 전문가들 사이의 과학적 동의는 아직 부족하다.[16]

보다 최근의 검토에서는 그 기전은 아직 불분명하지만[18][19] 포스파티딜세린 섭취와 인지 기능 장애 감소 사이의 관계가 더 강할 수 있다고 제안했다.[20] 3건의 임상 시험에 대한 2020년 검토에 따르면 포스파티딜세린은 경도 인지 장애가 있는 노인의 인지 기능을 향상시키는 데 효과적일 가능성이 있다.[21] 일부 연구에서는 포스파티딜세린이 식물 또는 동물에서 유래했는지 여부가 중요할 수 있다고 제안했으며, 위의 FDA의 성명은 특히 대두에서 나온 제품에 적용된다.[16][22][23][24][25]

안전성[편집]

처음에는 포스파티딜세린 보충제가 소 피질에서 만들어졌다. 그러나 소해면상뇌병증(속칭 광우병)과 같은 전염병의 잠재적인 전파 위험 때문에 대두 유래 보충제가 대안이 되었다.[22] 2002년 작성된 안전성 보고서는 노인이 총 200mg을 하루 3회 복용하면 안전하다고 결론을 냈다.[26] 대두 제품의 안전성에 대한 우려가 지속되고 있으며 일부 포스파티딜세린 제조업체는 원료 생산 시 대두 레시틴 대신 해바라기 레시틴을 사용한다.

참고 문헌[편집]

  1. Kannan, Muthukumar; Riekhof, Wayne R.; Voelker, Dennis R. (2015). “Transport of Phosphatidylserine from the Endoplasmic Reticulum to the Site of Phosphatidylserine Decarboxylase2 in Yeast”. 《Traffic》 (영어) 16 (2): 123–134. doi:10.1111/tra.12236. ISSN 1600-0854. PMID 25355612. 
  2. “The TIM and TAM families of phosphatidylserine receptors mediate dengue virus entry”. 《Cell Host & Microbe》 12 (4): 544–57. October 2012. doi:10.1016/j.chom.2012.08.009. PMC 3572209. PMID 23084921. 
  3. Nelson, David; Cox, Michael (2008). 《Lehninger Principles of biochemistry》 5판. W.H Freeman and company. 350쪽. ISBN 9781429208925. 
  4. EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (2010년 10월 1일). “Scientific Opinion on the substantiation of health claims related to phosphatidyl serine (ID 552, 711, 734, 1632, 1927) pursuant to Article 13(1) of Regulation (EC) No 1924/2006”. 《EFSA Journal》 8 (10): 1749. doi:10.2903/j.efsa.2010.1749. ISSN 1831-4732. 
  5. Verfasser., Nelson, David L. 1942- (2021년 3월 16일). 《Lehninger principles of biochemistry》. ISBN 978-1-319-38149-3. OCLC 1249676451. 
  6. Akbar, Mohammed; Calderon, Frances; Wen, Zhiming; Kim, Hee-Yong (2005년 8월 2일). “Docosahexaenoic acid: A positive modulator of Akt signaling in neuronal survival”. 《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》 102 (31): 10858–10863. doi:10.1073/pnas.0502903102. ISSN 0027-8424. PMC 1182431. PMID 16040805. 
  7. Huang, Bill X.; Akbar, Mohammed; Kevala, Karl; Kim, Hee-Yong (2011년 3월 14일). “Phosphatidylserine is a critical modulator for Akt activation”. 《Journal of Cell Biology》 192 (6): 979–992. doi:10.1083/jcb.201005100. ISSN 0021-9525. 
  8. Kim, Hee-Yong; Akbar, Mohammed; Lau, Audrey; Edsall, Lisa (2000년 11월 10일). “Inhibition of Neuronal Apoptosis by Docosahexaenoic Acid (22:6n-3): ROLE OF PHOSPHATIDYLSERINE IN ANTIAPOPTOTIC EFFECT *”. 《Journal of Biological Chemistry》 (영어) 275 (45): 35215–35223. doi:10.1074/jbc.M004446200. ISSN 0021-9258. 
  9. Kim, Hee-Yong (2007년 6월 29일). “Novel Metabolism of Docosahexaenoic Acid in Neural Cells *”. 《Journal of Biological Chemistry》 (영어) 282 (26): 18661–18665. doi:10.1074/jbc.R700015200. ISSN 0021-9258. 
  10. Kim, Hee-Yong; Akbar, Mohammed; Kim, Yang-Suk (2010년 4월 1일). “Phosphatidylserine-dependent neuroprotective signaling promoted by docosahexaenoic acid”. 《Prostaglandins, Leukotrienes and Essential Fatty Acids》 (영어) 82 (4): 165–172. doi:10.1016/j.plefa.2010.02.025. ISSN 0952-3278. PMID 20207120. 
  11. Newton, Alexandra C.; Keranen, Lisa M. (1994년 5월 1일). “Phosphatidyl-L-serine Is Necessary for Protein Kinase C's High-Affinity Interaction with Diacylglycerol-Containing Membranes”. 《Biochemistry》 (영어) 33 (21): 6651–6658. doi:10.1021/bi00187a035. ISSN 0006-2960. 
  12. Christie, William W. (2014년 6월 12일). “Phosphatidylcholine and Related Lipids: Structure, Occurrence, Biochemistry and Analysis” (PDF). 《The American Oil Chemists’ Society Lipid Library》. 2017년 4월 20일에 확인함. 
  13. Souci SW, Fachmann E, Kraut H: Food Composition and Nutrition Tables. Stuttgart. 2000, Medpharm Scientific Publishers
  14. Miranda, Dalva T. S. Z.; Batista, Vanessa G.; Grando, Fernanda C. C.; Paula, Fernanda M.; Felício, Caroline A.; Rubbo, Gabriella F. S.; Fernandes, Luiz C.; Curi, Rui; Nishiyama, Anita (Dec 2008). “Soy lecithin supplementation alters macrophage phagocytosis and lymphocyte response to concanavalin A: a study in alloxan-induced diabetic rats”. 《Cell Biochemistry and Function》 26 (8): 859–865. doi:10.1002/cbf.1517. ISSN 1099-0844. PMID 18846580. 
  15. 《Food Composition and Nutrition Tables. Medpharm Scientific Publishers Stuttgart》. 2008. 
  16. Taylor, Christine L. (2003년 5월 13일). “Phosphatidylserine and Cognitive Dysfunction and Dementia (Qualified Health Claim: Final Decision Letter)”. Center for Food Safety and Applied Nutrition, U.S. Food and Drug Administration. 2014년 8월 23일에 확인함. 
  17. “Summary of Qualified Health Claims Subject to Enforcement Discretion - Qualified Claims About Cognitive Function”. 
  18. “Phosphatidylserine and the human brain”. 《Nutrition》 31 (6): 781–6. June 2015. doi:10.1016/j.nut.2014.10.014. PMID 25933483. 
  19. Poddar, Jit; Pradhan, Munmun; Ganguly, Gargi; Chakrabarti, Sasanka (2019). “Biochemical deficits and cognitive decline in brain aging: Intervention by dietary supplements”. 《Journal of Chemical Neuroanatomy》 95: 70–80. doi:10.1016/j.jchemneu.2018.04.002. ISSN 0891-0618. PMID 29678666. 
  20. “Phosphatidylserine in the brain: metabolism and function”. 《Progress in Lipid Research》 56: 1–18. October 2014. doi:10.1016/j.plipres.2014.06.002. PMC 4258547. PMID 24992464. 
  21. Tardner, P. (2020년 8월 28일). “The effects of phosphatidylserine supplementation on memory function in older people: A review of clinical literature • International Journal of Environmental Science & Technology”. 《International Journal of Environmental Science & Technology》 (미국 영어). 2020년 9월 1일에 확인함. 
  22. Smith, Glenn (2014년 6월 2일). “Can phosphatidylserine improve memory and cognitive function in people with Alzheimer's disease?”. 《Mayo Clinic》. 2014년 8월 23일에 확인함. 
  23. 《Treatment of Age-Related Cognitive Decline: Effects of Phosphatidylserine in Anti-Aging Medical Therapeutics》 2. Chicago: Health Quest Publications. 1998. 20–29쪽. 
  24. “The influence of soy-derived phosphatidylserine on cognition in age-associated memory impairment”. 《Nutritional Neuroscience》 4 (2): 121–34. 2001. doi:10.1080/1028415X.2001.11747356. PMID 11842880. 2014년 8월 26일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2014년 8월 23일에 확인함. 
  25. “Soybean-derived phosphatidylserine improves memory function of the elderly Japanese subjects with memory complaints”. 《Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition》 47 (3): 246–55. November 2010. doi:10.3164/jcbn.10-62. PMC 2966935. PMID 21103034. 
  26. “Safety of soy-derived phosphatidylserine in elderly people”. 《Nutritional Neuroscience》 5 (5): 337–43. October 2002. doi:10.1080/1028415021000033802. PMID 12385596. 

외부 링크[편집]