단백질을 만드는 아미노산은 20종으로, 필수 아미노산 9종과 비필수 아미노산 11종으로 나뉜다. 이 20종이 서로 다른 조합으로 수천 가지 단백질을 만든다.
단백질의 기본 단위, 아미노산 20종
단백질은 아미노산이라는 작은 분자 단위로 이루어진 생체 분자예요. 자연 상태에서 아미노산은 수백 종이 존재하지만, 인체가 실제로 단백질을 만드는 데 사용하는 아미노산은 20종으로 정해져 있어요.
이 20종은 인류 대부분이 사용하는 ‘구성 아미노산‘이라 불리는데요, 이들이 서로 다른 순서와 개수로 조합되면서 수천 가지의 서로 다른 단백질을 만들어내는 거예요.
아미노산 20종의 구체 이름
20종은 글리신, 알라닌, 발린, 류신, 아이소류신, 트레오닌, 세린, 시스테인, 메싸이오닌, 아스파르트산, 아스파라긴, 글루탐산, 글루타민, 라이신, 아르지닌, 히스티딘, 페닐알라닌, 타이로신, 트립토판, 프롤린 이렇게 있어요. 이 중에서도 필수/비필수 여부가 나뉜답니다.
필수 아미노산 9종 vs 비필수 아미노산 11종
20종의 아미노산을 크게 두 가지로 분류할 수 있어요.
필수 아미노산(Essential Amino Acids) 은 9종으로, 우리 몸이 스스로 만들 수 없어서 반드시 음식으로 섭취해야 하는 아미노산이에요. 고기, 생선, 계란, 우유 같은 동물성 단백질 식품에서 주로 얻을 수 있어요.
비필수 아미노산(Non-Essential Amino Acids) 은 11종으로, 우리 몸이 체내에서 스스로 합성할 수 있는 아미노산이에요. 물론 음식에서도 섭취할 수 있지만, 꼭 외부에서 공급받아야 하는 건 아니라는 뜻이에요.
| 분류 | 종류 수 | 특징 | 음식 출처 |
|---|---|---|---|
| 필수 아미노산 | 9종 | 체내 합성 불가능 | 동물성 단백질, 일부 식물성 |
| 비필수 아미노산 | 11종 | 체내에서 자체 합성 | 모든 단백질 식품 |
비필수 아미노산 중에는 ‘조건적 필수 아미노산(Conditional Essential)’ 6종도 있는데, 이들은 평상시에는 몸에서 만들지만, 스트레스를 받거나 운동 강도가 높거나 병에 걸린 특수한 상황에서는 음식으로 보충해야 하는 아미노산들이에요.
20개 아미노산이 만드는 단백질 조합의 무한성
이제 처음 질문으로 돌아가보면, 20개 아미노산으로 정말 얼마나 많은 단백질을 만들 수 있을까요?
답은 각 아미노산이 몇 개씩 조합되는지에 따라 결정된다는 거예요. 예를 들어 5개의 아미노산으로 단백질을 만든다면, 각 위치에 20종 중 어떤 것이든 올 수 있으므로 20 × 20 × 20 × 20 × 20 = 20의 5제곱 = 3,200,000가지가 되는 거랍니다.
실제 우리 몸의 단백질들은 대부분 50개에서 수백 개의 아미노산으로 이루어져 있어요. 따라서 만들 수 있는 단백질의 종류는 정말로 거의 무한에 가까워요. 이렇게 많은 다양한 단백질들이 우리 몸에서 각기 다른 역할을 수행하는 거지요.
단백질 조합 방식의 중요성
같은 20종 아미노산이라도 어떤 아미노산이 어느 위치에 있는지에 따라 완전히 다른 기능을 하는 단백질이 만들어져요. 단 하나의 아미노산 순서만 바뀌어도 단백질의 역할이 달라질 수 있으니까요.
우리 몸에서 단백질이 하는 다양한 역할들
20종 아미노산으로 만들어지는 단백질들은 우리 몸에서 정말 다양한 일을 해요.
구조적 역할: 콜라겐은 피부, 뼈, 연골, 인대 같은 조직의 기본 구조를 이루고, 케라틴은 머리카락, 손톱, 피부를 형성해요. 엘라스틴은 피부와 혈관에 탄력을 줘서 늘어났다 줄어들 수 있게 해요.
기능적 역할: 효소는 몸 속 화학 반응을 도와주고, 호르몬은 혈당 조절 같은 신체 항상성 조절을 담당해요. 항체는 면역 체계의 핵심으로 바이러스와 박테리아를 인식하고 파괴하죠.
운반 역할: 헤모글로빈은 폐에서 산소를 받아 온 몸에 전달하고, 미오글로빈은 근육 세포에 산소를 저장해요.
운동 역할: 액틴과 미오신은 근육 수축과 이완을 담당하면서 우리가 걷거나 물건을 드는 모든 신체 활동을 가능하게 해요.
이렇게 한 종류의 분자인 아미노산들이 다양하게 조합되어 우리 몸의 거의 모든 기능을 담당하는 거랍니다.
자주 묻는 질문
Q. 자연에는 수백 종의 아미노산이 있는데 왜 우리 몸은 20종만 사용하나요?
A. 자연에는 정말 수백 종의 아미노산이 존재하지만, 생명체가 단백질을 만들기 위해 진화 과정에서 가장 효율적인 20종을 선택하여 사용하게 된 거예요. 이 20종으로도 우리 몸이 필요한 거의 모든 단백질을 만들 수 있기 때문입니다.
Q. 식물성 단백질은 필수 아미노산이 부족하다고 하는데 정말인가요?
A. 완전한 필수 아미노산 9종을 모두 포함하는 ‘완전 단백질’은 주로 동물성 식품에 많아요. 하지만 콩, 렌틸, 견과류 같은 식물성 단백질 여러 가지를 함께 섭취하면 필요한 모든 필수 아미노산을 충분히 얻을 수 있습니다.
Q. 조건적 필수 아미노산은 평소에는 안 챙겨도 되나요?
A. 그렇지 않아요. 조건적 필수 아미노산은 스트레스, 운동, 질병 같은 특수한 상황에서 체내 수요가 급증하기 때문에, 평소에도 균형 잡힌 단백질 식품으로 꾸준히 섭취하는 것이 좋습니다.
Q. 같은 20종 아미노산으로 어떻게 수천 가지 다른 단백질이 만들어지나요?
A. 단백질의 길이와 각 위치의 아미노산 순서가 다르면 완전히 다른 단백질이 되어요. 예를 들어 100개 아미노산으로 만든다면 20의 100제곱이라는 거의 무한한 조합이 가능하기 때문에 수천 가지 단백질이 만들어지는 것입니다.
Q. 근력 운동할 때 아미노산 보충제를 먹는 이유가 뭔가요?
A. 강한 운동을 할 때는 조건적 필수 아미노산의 필요량이 크게 증가해요. 아미노산 보충제나 단백질 음식으로 체내 아미노산 수준을 유지해주면 근육 회복과 성장이 더 효율적으로 일어나기 때문에 먹는 거예요.