퍼옥시좀과 글리옥시좀은 어떤 점이 다른가요?
안녕하세요. 동물이던 식물이던 퍼옥시좀이라고 하는 세포소기관을 가지고 있어서 물질의 산화가 가능한데요, 그렇다면 글리옥시좀은 어떤 점에서 다른 건가요?
안녕하세요.
네, 질문해주신 것처럼 동물세포와 식물세포 모두 '퍼옥시좀'이라고 하는 세포 소기관을 가지고 있습니다. 이때 글리옥시좀은 퍼옥시좀의 기능적 특수화 형태라고 보시면 됩니다.
우선 퍼옥시좀은 동물과 식물, 진균 등 대부분의 진핵생물 세포에 존재하는 보편적인 산화 대사 소기관으로 단일막으로 둘러싸여 있으며, 내부에는 카탈레이스, 산화효소 계열 효소들이 풍부합니다. 이 소기관의 핵심 기능은 과산화수소를 생성하고 동시에 분해하면서 산화 반응을 수행하는 것입니다. 예를 들어 매우 긴 사슬 지방산의 β-산화, 독성 물질의 해독, 활성산소 조절, 식물에서는 광호흡 과정의 일부가 퍼옥시좀에서 일어납니다. 즉 퍼옥시좀은 세포 전체의 산화 스트레스 관리와 대사 보조 역할을 담당합니다.
반면에 글리옥시좀은 모든 생물에 존재하는 것은 아닌데요, 글리옥시좀은 식물, 그중에서도 특히 발아 중인 종자에서만 뚜렷하게 관찰되는 소기관입니다. 구조적으로는 퍼옥시좀과 거의 동일한 단일막 소기관이지만, 내부 효소 구성이 다른데요, 글리옥시좀의 가장 큰 특징은 글리옥실산 회로에 필요한 핵심 효소들을 포함하고 있다는 점입니다. 이는 지방을 탄수화물로 전환하기 위한 글리옥실산 회로 수행에 특화되어 있습니다. 감사합니다.
1명 평가안녕하세요. 이성현 전문가입니다.
퍼옥시좀은 동물과 식물 모두에 존재하며, 지방산의 β-산화, 과산화수소(H₂O₂) 생성 및 분해(카탈레이스 작용), 독성 물질 해독 같은 산화 반응을 담당합니다.
반면 글리옥시좀은 주로 식물의 발아 중인 종자에 존재하는 특수한 퍼옥시좀으로, 지방을 당으로 바꾸는 글리옥실산 회로(glyoxylate cycle)를 수행합니다.
이 회로를 통해 저장 지방이 아세틸-CoA로 분해된 뒤, 결국 포도당 합성에 사용될 수 있는 중간대사산물로 전환됩니다.
그래서 퍼옥시좀은 “산화와 해독”이 핵심 기능이고, 글리옥시좀은 “지방을 당으로 바꾸는 특수 기능”이 핵심입니다.둘은 모두 미소체라는 범주에 속하는 세포 소기관이지만, 발견되는 장소와 대사 기능은 서로 차이가 있습니다.
퍼옥시좀은 동식물 세포 모두에 존재하며, 카탈레이스 효소로 과산화수소를 분해해 세포를 보호하고 독소를 해독합니다. 반면, 글리옥시좀은 식물 종자가 발아할 때만 일시적으로 나타나는 '특수화된 퍼옥시좀'입니다.
가장 큰 차이는 글리옥실산 회로의 유무로, 글리옥시좀은 저장된 지방을 당으로 전환하여 식물 성장에 필요한 에너지를 공급하죠. 하지만 식물이 자라 광합성을 시작하면 글리옥시좀은 점차 일반적인 퍼옥시좀으로 성격이 변하게 됩니다.
좀 더 간단하게 요약하면 퍼옥시좀은 '범용 해독 기관', 글리옥시좀은 종자 발아용 에너지 전환 기관이라 할 수 있습니다.
퍼옥시좀은 모든 진핵세포에 존재하며 산화 반응을 통해 독성 물질을 분해하고 지질 대사를 수행하는 반면 글리옥시좀은 식물의 종자나 곰팡이 등 특정 조직에만 존재하며 지방을 당으로 전환하는 글리옥실산 회로를 가동한다는 점에서 차이가 있습니다. 두 기관 모두 단일막 구조에 카탈레이스를 포함한다는 공통점은 있으나 글리옥시좀은 발아 중인 식물이 광합성을 하기 전까지 필요한 에너지를 공급하기 위해 지방산을 탄수화물로 바꾸는 특수한 대사 경로를 추가로 보유하고 있습니다.