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Anatomy of Health functional foods

[원료 분석] 콜라겐 collagen 영양제의 효능에 대한 연구 (1)

by Roloy 2023. 3. 29.

콜라겐 collagen은 우리 몸에서 가장 많이 존재하는, 최대 양이 함유되어 있는 단백질이다. 

건강기능식품이나 일반식품의 보조제로서 판매되고 있는 상황이기에 인지도도 가장 높은 단백질 중 하나일 것이다.

소비자패널 자료에서도 단일 품목으로 구매금액 비중에 나타나고 있는 기능성 원료 중 하나이니 

일반인들 사이에서 꽤 인기가 높은 성분이자 원료라고 보여진다. 

해당 소비자 패널 자료를 공개하기는 어렵지만, 건강기능식품 카테고리로 분류된 식품에 대한 것이고,

콜라겐 영양제 또는 보조제는 건강기능식품으로만 출시되지 않는 상황이니

그 시장 규모는 2022년에 10억 달러라고 하며, 2032년까지 연평균 6.5% 성장할 것이라고 예측되고 있다. (Global market insights)

우리나라의 경우에는 2019년 5,000억 원 규모 수준이라는 보고가 있는데, 이는 한국건강기능식품협회의 자료로

건강기능식품으로 등록된 제품의 판매 금액일 것으로 추정된다. 

시중에 판매되고 있는 제품 중 일반식품도 많이 존재하고 있기에 그 시장규모는 훨씬 더 클 것으로 예상된다.

 

이러한 상황에서 먹는 콜라겐이 피부 미용이나 관절 건강에 도움이 되는지 파악하는 것은 의미가 있다고 보고

관련한 연구 자료를 살펴보고자 한다.

 

콜라겐 Collagen 은 어떤 단백질인가?

 

Collagen 3D @molview.org

먼저 콜라겐에 대한 정보를 살펴보고자 한다. 

단백질은 그 기능에 따라 7가지 정도로 분류된다. 

효소단백질, 수송단백질, 구조단백질, 조절단백질, 저장단백질, 방어단백질, 수축단백질.

 

콜라겐은 구조단백질로 분류되는, 우리 몸을 지탱하는데 쓰이는 단백질이다. 

세포 외 기질(matrix)의 주성분으로 세포의 형태와 위치를 그 바깥에서 떠받치는 기반이 된다.

세포는 콜라겐을 접착제처럼 사용하여 서로를 이어 다세포생물체를 이루고 있다고 볼 수 있다. 

 

콜라겐은 28가지 종류의 타입 type이 있다고 하는데, 그 중 타입 1, 2, 3, 4, 5가 인체에서 가장 많이 분포하고,

특히 타입 1이 인체에 가장 많이 함유되어 있다. 

위의 3D 이미지에서 볼 수 있듯이 콜라겐은 섬유 모양의 구조로 되어 있다. 

폴리펩티드 가닥 3개가 합쳐져 오른쪽으로 감기며 나선형을 이루는 가늘고 긴 단백질이다. 

콜라겐의 1차 구조는 특이하게 3개의 아미노산으로 구성되며, 첫번째 배열에는 반드시 글리신(glycine, Gly)이 위치하고

아미노산 1, 아미노산 2이 뒤잇는 구조가 반복적으로 나타난다. 

이 때 아미노산 1에는 프롤린(proline, α-아미노산의 하나), 아미노산 2에는 히드록시프롤린 (hydroxyproline, 프롤린에 -OH가 결합)이 결합한 구조가 많다. 

나선으로 감길 때 입체 장애(서로 근접해 있는 공간적 배열 때문에 정상적인 반응성을 갖지 못하는 현상)가 적게 생기도록, 측쇄(side chain)가 수소(H) 원자로만 구성되어 그 크기가 작은 글리신이 좁은 공간에 위치하게 된다. 

 

단백질이 없으면 생명도 없다. p.226

프롤린과 히드록시프롤린의 측쇄 사이에 생기는 상호작용이 콜라겐 가닥 3개를 나선 모양으로 단단하게 감기도록 한다.

히드록시프롤린을 몸 속에서 만들기 위해서 비타민C가 필요하고, 만일 비타민C가 부족하게 되면 콜라겐 합성이 제대로 되지 않아 괴혈병이 생긴다.

 

우리가 생물을 공부할 때 비타민C 부족이 괴혈병을 일으킨다고 배웠는데,

비타민C가 콜라겐의 구성 아미노산인 히드록시프롤린 생성에 영향을 줌으로써 구조단백질인 콜라겐 합성에도 관여를

한다는 것을 보다 구체적으로 확인할 수 있는 사항이다.

다음 편 글에서 언급하겠지만, 콜라겐 영양제 섭취 시에는 비타민C를 함께 섭취하는 것이 필요하다는 것도

이와 관련한 사항임을 알 수 있다고 본다.  

 

이러한 아미노산 배열이 반복되어 3중 나선 구조의 콜라겐이 가늘고 긴 형태를 띠는 것이다. 이렇게 가늘고 긴 실 모양의 단백질이 합쳐져 우리 몸을 지탱하게 된다. 

 


▷ 참고 문헌 

1. "단백질이 없으면 생명도 없다". 다케무라 마사하루, 전나무숲, pp.224-227.

2. "Roles of dietary glycine, proline, and hydroxyproline in collagen synthesis and animal growth". Peng Li, Guoyao Wu. 2017.

 

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