타우린은 필수 미량 영양소이자 풍부한 아미노설폰산입니다. 신체의 다양한 조직과 장기에 널리 분포하며, 주로 간질액과 세포내액에 유리 상태로 존재합니다. 소의 담즙에서 처음 발견되었기 때문에 그 이름을 따서 명명되었습니다. 타우린은 에너지 보충 및 피로 개선을 위해 일반적인 기능성 음료에 첨가됩니다.
최근 타우린에 대한 연구 결과가 과학, 셀, 네이처 등 세계 3대 학술지에 발표되었습니다. 이 연구들은 타우린의 새로운 기능, 즉 노화 방지, 암 치료 효과 증진, 그리고 비만 방지 효과를 밝혀냈습니다.
2023년 6월, 인도 국립면역학연구소, 미국 컬럼비아 대학교 등의 연구진이 세계적인 학술지인 사이언스(Science)에 논문을 발표했습니다. 이 연구는 타우린 결핍이 노화의 주요 원인 중 하나임을 시사합니다. 타우린을 보충하면 선충, 쥐, 원숭이의 노화를 늦출 수 있으며, 중년 쥐의 건강 수명을 12%까지 연장할 수 있다는 연구 결과도 있습니다. 자세한 내용은 Science 기사 "상상을 뛰어넘는 힘! 타우린이 노화를 되돌리고 수명을 연장할 수 있을까?"를 참조하세요.
2024년 4월, 제4군의과대학 시징병원 소속 자오샤오디 교수, 루위안위안 부교수, 니용잔 교수, 왕신 교수는 세계적인 학술지인 Cell에 논문을 발표했습니다. 이 연구는 종양 세포가 타우린 수송체인 SLC6A6을 과발현하여 CD8+ T 세포와 타우린을 두고 경쟁함으로써 T 세포의 사멸과 소진을 유도하고, 결과적으로 종양의 면역 회피를 초래하여 종양의 진행과 재발을 촉진한다는 사실을 밝혀냈습니다. 또한, 타우린을 보충하면 소진된 CD8+ T 세포를 재활성화시켜 암 치료 효과를 향상시킬 수 있음을 제시했습니다.
2024년 8월 7일, 스탠포드 대학교의 조너선 Z. 롱 교수 연구팀(웨이 웨이 박사가 제1저자)은 세계적인 학술지 네이처에 "PTER은 섭식과 비만을 조절하는 N-아세틸 타우린 가수분해효소이다"라는 제목의 연구 논문을 발표했습니다.
본 연구는 포유류에서 최초로 N-아세틸 타우린 가수분해효소인 PTER을 발견하고, N-아세틸 타우린이 음식 섭취량 감소 및 항비만 효과에 중요한 역할을 한다는 것을 확인하였다. 향후, 비만 치료를 위한 강력하고 선택적인 PTER 억제제 개발이 가능할 것으로 기대된다.
타우린은 포유류 조직과 다양한 식품에 널리 존재하며, 특히 심장, 눈, 뇌, 근육과 같은 흥분성 조직에 고농도로 함유되어 있습니다. 타우린은 특히 대사 항상성 유지와 관련하여 다양한 세포 및 생리적 기능을 하는 것으로 알려져 있습니다. 유전적으로 타우린 수치가 감소하면 근육 위축, 운동 능력 저하, 여러 조직에서 미토콘드리아 기능 장애가 발생합니다. 타우린 보충제는 미토콘드리아 산화환원 스트레스를 줄이고, 운동 능력을 향상시키며, 체중 감량에 도움을 줍니다.
타우린 대사의 생화학 및 효소학은 상당한 연구 관심을 불러일으켰습니다. 내인성 타우린 생합성 경로에서 시스테인은 시스테인 이산화효소(CDO)와 시스테인 설피네이트 탈카르복실화효소(CSAD)에 의해 대사되어 하이포타우린을 생성하고, 이는 이후 플라빈 모노옥시게나제 1(FMO1)에 의한 산화를 통해 타우린으로 전환됩니다. 또한, 시스테인은 시스테아민과 시스테아민 이산화효소(ADO)의 대체 경로를 통해서도 하이포타우린을 생성할 수 있습니다. 타우린 자체의 하류에는 타우로콜레이트, 타우라미딘, N-아세틸 타우린을 포함한 여러 이차 타우린 대사산물이 존재합니다. 이러한 하류 경로를 촉매하는 것으로 알려진 유일한 효소는 담즙산 탈아실화효소(BAAT)이며, 이 효소는 타우린을 담즙산 아실-CoA와 결합하여 타우로콜레이트 및 기타 담즙염을 생성합니다. BAAT 외에도 타우린의 이차 대사를 매개하는 다른 효소들의 분자적 정체는 아직 밝혀지지 않았다.
N-아세틸타우린(N-acetyl taurine)은 타우린의 이차 대사산물로서 매우 흥미롭지만 연구가 미흡한 물질입니다. 생체액 내 N-아세틸타우린 수치는 지구력 운동, 알코올 섭취, 타우린 보충제 복용 등 타우린 및/또는 아세트산 대사를 증가시키는 다양한 생리적 변화에 의해 역동적으로 조절됩니다. 또한, N-아세틸타우린은 신경전달물질인 아세틸콜린과 혈당을 조절하는 장쇄 N-지방 아실타우린과 같은 신호 전달 분자와 화학 구조적 유사성을 가지고 있어 신호 전달 대사산물로서의 기능도 수행할 수 있음을 시사합니다. 그러나 N-아세틸타우린의 생합성, 분해 및 잠재적 기능은 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다.
이번 최신 연구에서 연구팀은 기능이 알려지지 않은 오르판 효소인 PTER을 포유류의 주요 N-아세틸 타우린 가수분해효소로 확인했습니다. 시험관 내 실험에서 재조합 PTER은 좁은 기질 범위와 주요 한계를 보였습니다. N-아세틸 타우린의 경우, PTER은 타우린과 아세트산으로 가수분해됩니다.
쥐에서 Pter 유전자를 제거하면 조직에서 N-아세틸 타우린 가수분해 활성이 완전히 소실되고 다양한 조직에서 N-아세틸 타우린 함량이 전신적으로 증가합니다.
인간 PTER 유전자좌는 체질량지수(BMI)와 관련이 있습니다. 연구팀은 타우린 수치 증가 자극 후 PTER 유전자 결핍 생쥐에서 음식 섭취량이 감소하고 식이 유도성 비만에 대한 저항성이 나타났으며, 포도당 항상성이 개선되었음을 추가로 발견했습니다. 비만 야생형 생쥐에 N-아세틸 타우린을 보충했을 때도 GFRAL 의존적인 방식으로 음식 섭취량과 체중이 감소했습니다.
이 데이터는 PTER이 타우린 이차 대사의 핵심 효소 노드임을 밝히고, 체중 조절 및 에너지 균형에서 PTER과 N-아세틸 타우린의 역할을 보여줍니다.
종합적으로, 본 연구는 포유류에서 최초로 아세틸 타우린 가수분해효소인 PTER을 발견하고, 아세틸 타우린이 음식 섭취 감소 및 항비만 효과에 중요한 역할을 한다는 것을 확인했습니다. 향후, 강력하고 선택적인 PTER 억제제가 개발되어 비만 치료에 활용될 것으로 기대됩니다.
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게시 시간: 2024년 8월 12일
