당근이나 호박에 풍부한 등황색 베타카로틴 분자가 체내에 흡수된 후, 가운데 결합이 끊어지는 과정은?

Question

당근이나 호박에 풍부한 등황색 베타카로틴 분자가 체내에 흡수된 후, 가운데 결합이 끊어지면서 두 분자의 비타민A(레티놀)로 전환된다고 하는데, 그 과정이 궁금하네요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

당근과 호박은 비타민과 식이 섬유가 풍부해 눈이나 장을 건강하게 도와주는 채소로 잘 알려져 있는데요. 그 성분 중에 베타카로틴의 역할이 중요합니다. 그 중요한 과정을 설명해 드릴께요.

당근과 호박에 들어 있는 베타카로틴은 구조적으로 비타민 A 두 분자가 대칭을 이루며 연결된 형태로, 이 성분이 소장 점막 세포에 흡수되면 BCMO1이라는 특수한 효소가 작용합니다. 이 효소는 체내 산소 분자를 이용해 베타카로틴의 탄소 사이의 이중결합을 정확히 쪼개고, 쪼개진 단면에 산소 원자가 하나씩 결합하면서 먼저 두 분자의 레티날이 생성되며, 이는 곧바로 환원효소에 의해 레티놀로 전환됩니다. 이 레티놀이 바로 우리 몸이 필요로 하는 활성형 비타민 A입니다.

이 전환 반응은 지용성 환경에서 활발해지므로, 당근이나 호박을 기름에 조리해 먹으면 효소 작용과 체내 흡수율을 높여 맛있고 건강하게 먹을 수 있습니다.

제 답변이 질문자님께 궁금증을 해결해 드리면 좋겠네요. 좋은 하루 되세요.

Answer 2

안녕하세요. 베타카로틴은 비타민 A의 전구체이며, 체내에 흡수된 후 효소의 작용을 받아 비타민 A로 전환됩니다. 먼저 당근이나 호박에 들어 있는 베타카로틴은 지용성이기 때문에, 식사 중 지방과 함께 섭취하면 담즙산의 도움을 받아 소장에서 미셀을 형성한 뒤 장 상피세포로 흡수됩니다. 장 상피세포 안으로 들어온 베타카로틴은 β-카로틴-15,15′-모노옥시게네이스라는 효소의 작용을 받습니다. 이 효소는 베타카로틴 분자의 정중앙에 있는 15번과 15′번 탄소 사이의 이중결합을 선택적으로 절단합니다. 이 과정에는 O₂가 사용되며, 효소에 결합한 철 이온이 산소를 활성화하여 절단 반응을 촉진합니다. 결과적으로 베타카로틴 1분자로부터 2분자의 all-trans-레티날이 생성되는데요, 이 레티날은 비타민 A의 알데하이드 형태로, 아직 레티놀은 아닙니다. 생성된 레티날은 이후 효소 반응에 따라 두 가지 주요 경로를 거치게 되는데요, 레티날 환원효소가 NADH 또는 NADPH를 이용해 알데하이드기를 알코올기로 환원합니다. 이렇게 생성된 레티놀이 일반적으로 말하는 비타민 A입니다. 또한 일부는 산화되어 레티노산이 되며, 이는 세포핵의 수용체와 결합하여 유전자 발현을 조절하는 중요한 신호물질로 작용합니다. 최종적으로 생성된 레티놀은 장세포에서 지방산과 결합해 레티닐 에스터 형태로 저장되거나 킬로미크론에 실려 간으로 운반됩니다. 이때 간은 인체에서 비타민 A의 주요 저장 기관이며, 필요할 때 레티놀을 혈액으로 방출해 눈, 피부, 면역계 등 여러 조직에 공급합니다. 감사합니다.