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소변에서 발견된 23종 미지의 당-소분자 결합체, 인체 대사 지도 확장

소변에서 발견된 23종 미지의 당-소분자 결합체, 인체 대사 지도 확장

의학 연구자들은 수십 년째 소변으로 건강을 진단하려 해왔다. 혈당, 단백질, 특정 호르몬 — 소변 속에는 우리 몸의 대사 활동을 알려주는 수많은 단서가 담겨 있다. 그런데 최첨단 질량분석법을 이용하자, 지금껏 아무도 보고하지 않은 화합물 23종이 인간의 소변에서 한꺼번에 발견됐다.

미국 국립표준기술연구소(NIST) 생체분자측정부 연구팀이 *Analytical and Bioanalytical Chemistry*에 발표한 이 연구는 NIST가 보유한 6종의 인간 소변 표준 참조 물질을 다중 에너지 액체 크로마토그래피-탠덤 질량분석법(LC-MS/MS)으로 재분석했다. 새로운 분석 전략은 세 단계로 구성됐다: ① 낮은 충돌 에너지에서 당 특이 단편 이온과 중성 손실 검증, ② 높은 충돌 에너지에서 비당 성분(NSC) 단편 추출 및 라이브러리 매칭, ③ MS1 기능 재구성을 통한 질량·농도·이온 관계 검증.

이 방법으로 기존에 보고되지 않았던 당-소분자 결합체 23종이 새로 확인됐다. 구체적으로는 N-아세틸글루코사민(GlcNAc) 결합 8종, N-아세틸갈락토사민(GalNAc) 결합 12종, N-아세틸뉴라민산(NeuAc) 결합 3종이다. 특히 GalNAc와 NeuAc를 포함한 결합체는 이 분석에서 처음 발견된 것으로, 인체 소형 분자 결합에 관여하는 당의 종류가 기존 예상보다 더 다양함을 보여준다.

발견된 결합체 23개 중 15개에는 글루쿠론산(GlcA)이 포함돼 있었고, 그 중 14개에서 GlcA가 추가 당 분자와 비당 성분을 연결하는 '교량' 역할을 했다. 비당 성분에는 체내 내인성 화합물과 외래 물질(의약품·환경화합물 등) 유래 성분이 모두 포함됐다.

6개 소변 시료 간의 반정량 분석 결과, 발견된 화합물들의 농도는 시료마다 큰 차이를 보였다. 이는 동일 화합물이라도 개인에 따라 대사 경로 활성도가 다를 수 있음을 시사한다. 만약 특정 결합체가 질환 상태에서 특이적으로 증가하거나 감소한다면, 미래에 소변 기반 바이오마커로 활용될 잠재력이 있다.

이번 연구의 직접적인 임상 함의는 아직 제한적이다. 이 화합물들이 인체 건강에 어떤 영향을 미치는지, 특정 질환과 연관되는지는 후속 연구가 필요하다. 그러나 인체 대사체학의 미지 영역을 좁혔다는 점에서 기초과학적 의의가 크다.


📖 *Identification of novel sugar-small-molecule conjugates in human urine based on multi-energy LC-MS/MS analysis (분석화학 연구, NIST 소변 참조 물질 6종)* | 논문 원문

※ 이 기사는 의학 논문을 바탕으로 작성되었습니다. 개인 건강 상태에 따라 다를 수 있으니 전문의와 상담하세요.