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| 트립신 구조의 렌더링 이미지 |
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1. 개요
트립신(Trypsin)은 엔도펩티데이스(endopeptidase)인 세린 단백질 가수분해 효소[1]의 하나이다. 이자에서 분비되어 작은창자에서 작용하며, 펩신과 함께 인체의 가장 주요한 단백질 분해 효소이다. 촉매 메커니즘상 히스티딘, 아스파르트산, 세린으로 구성된 세작용기 촉매를 가지고 있으며, 인체의 트립신의 경우 작동 온도는 37°C이고 분자량은 23,000 정도이다.1874년 독일의 생리학자인 빌헬름 퀴네(Wilhelm Kühne)[2]가 명명했으며 1931년 또다른 생리학자인 하워드 쿠니츠(Howard S. Kunitz)[3]가 처음으로 결정화하면서 알려졌다.
2. 역할
트립신은 음식물로 섭취된 단백질을 분해하여 소화를 돕는다. 폴리펩타이드와 소수의 아미노산으로, ph8 정도에서 가장 활발하게 분해한다.립신은 단일 물질이 아닌 몇 가지 효소의 혼합물로 알려져 있다. 이자에서는 트립신의 효소 전구체인 트립시노젠을 키모트립시노겐(chymotrypsinogen), 카복시펩티데이스, 엘라스틴 가수분해효소와 함께 이자액으로 분비하는데 우리 몸의 소장에서는 이 트립시노젠을 트립신으로 활성시킨다. 그런 다음 트립신이 다시 키모트립시노겐을 트립신과는 또 다른 효소인 키모트립신(chymotrypsin)으로 활성시킨다. 이 활성화 작용에서 필요한 것은 소장 점막에서 분비되는 장액 속의 엔트로키네이스. 트립신은 촉매가 되어 위에서 한번 가수분해된 단백질을 십이지장과 작은창자에서 다시 가수분해해서 작은 펩타이드로 만든다. 이것은 다시 펩티데이스에 의해 최종적으로 아미노산으로 분해된다.
아미노산으로 분해하는 과정에서 트립신은 라이신이나 아르기닌 부분을, 키모트립신은 트립토판, 페닐알라닌, 티로신 부분을, 엘라스틴 가수분해효소는 알라닌을 주로 분해하기 때문에 서로 역할이 겹치지 않게 단백질을 분해할 수 있다. 수많은 척추동물들의 소화기에서 발견되며 주로 카복실산 쪽을 쪼개는 효소 역할을 맡는다. 펩타이드 아미노산 서열 중에서 아르기닌과 라이신 뒤를 가수분해하는 분해 기작을 지니는데, 프롤린이 첨가되어 있을 경우에는 아예 분해시킬 수 없다.
3. 질병과 트립신
단백질 분해에 중요한 역할을 하는 효소이기 때문에 췌장염 등에 걸려서 이게 제대로 분비되지 않으면 소화 장애를 얻게 된다. 또한 낭포성 섬유증 환자의 경우 점막에 땡땡 부어오른 덩어리가 아예 트립신과 키모트립신이 분비되는 길을 막아버리기 때문에 소화가 제대로 되지 않는다. 낭포성 섬유증은 보통 기도의 점막 팽창과 함께 오기 때문에 이 병에 걸린 환자는 제대로 숨쉬는 것도 먹는 것도 어렵게 되니 죽을 지경이다. 그러나 트립신이 췌장염의 원인 중 하나가 되기도 한다.암세포를 늘리는 데에 조금 관여하기도 한다. 왜냐하면 이 트립신은 워낙에 힘세고 강한 효소라 트립신이 너무 많아지면 세포 안의 단백질까지 무차별적으로 분해해서 살상해 버리는 불상사가 일어날 수도 있기 때문. 키모트립신 또한 마찬가지다. 단백질이 풍부한 육류를 주식으로 하는 사람들의 암 발병율이 그렇지 않은 사람들보다 높은 이유라고 할 수 있다. 그러나 트립신의 억제제가 꾸준히 섭취되기 때문에 별 문제가 될 수준은 아니다.
4. 정제와 활용
소의 이자로부터 이자액을 추출한 후 황산암모늄으로 분별하여 pH 8로 결정화하고 재결정을 반복시켜 정제한다. 무수한 생명공학 분야에서 사용되는데, 트립신 분해 반응을 전문 용어로는 "Tripsinization"이라고 일컫는다.트립신은 특히 EDTA(에틸렌다이아민테트라아세트산)과 관계가 많은 효소인데, EDTA는 원래 4개의 카복실산염과 2개의 아민기를 매개로 해 금속과 결합하는 결정성 가루 물질이다. 그런데 트립신을 녹인 용액에 EDTA가 첨가된 트립신-EDTA는 세포를 떼어내어 페트리 접시 속에 세포배양을 하는 작업에 쓰인다. 물론 보통 트립신-EDTA 용액에서 트립신이 차지하는 비율은 0.25% 정도로 별로 안 된다.
5. 트립신 저해제
적당한 단백질만을 끊어버리는 효소이니만큼 트립신의 활동을 저해하는 단백질도 있는데 감자나 날 콩, 혈장 안의 단백질은 트립신이 분해시키기가 어렵다. 콩을 볶지 않은 채 껍질째로 먹으면 소화가 잘 안 되어 설사와 복통을 유발하는 것도 트립신이 이들을 끊어줄 수가 없기 때문. 이런 것을 트립신 저해제, 또는 트립신 저해 인자(trypsin inhibitor)라고 한다. 이것을 가열 처리하면 저해제가 달아나기 때문에 콩은 가급적 볶아 먹는 것이 좋다는 것. 이 중에서는 쿠니츠형과 보우만-버크 형의 저해제가 있는데, 이 중 보우만-버크형 저해제의 경우 그 밖에도 여러 건강 작용을 한다는 것이 알려졌다. 췌장의 베타 세포를 늘려주기도 한다. 참고로 콩을 이용해 만든 된장이나 청국장에도 다량 함유되어 있다. 한 마디로 길항요소.6. 기타
- 키모트립신과는 이름이 닮은 것이나 분비 기관이 같은 것 등 상당히 닮았다. 실제로 이 둘은 동일한 카테고리 (세린단백질 가수분해 효소)에 속한다.
- 트립토판이 여기서 유래한 아미노산이다. 정작 트립신이 아닌 키모트립신에 의해 잘려나가는 아미노산이지만.