식물 효소가 에센셜 오일 성분을 합성하다

 

비슷한 종류의 식물에서 추출한 에센셜 오일이라도 그 화학적 구조는 천차만별일 수 있습니다. 예를 들어, 전나무과(퍼)에 속하는 에센셜 오일은 모두 아홉 가지의 테르펜 화합물을 포함하고 있지만 시베리안 퍼는 대부분 아세트산보르닐, 캄펜과 알파넨으로 구성되어 있는 반면 더글라스 퍼는 베타넨, 사비넨, 그리고 테르피놀렌이 주성분입니다. 그렇다면 식물이 각각 다른 화학 혼합물을 생산하는 이유는 무엇일까요? 그리고 왜 비슷한 종끼리 화학적 분포도는 같으면서도 구성 비율은 다양할까요? 이 두 가지 현상들은 테르펜 합성 효소의 유전학, 분자생물학, 그리고 생화학적 지식을 통해 설명할 수 있습니다.

 

 

학창 시절 생물 선생님께서 효소란 화학 반응을 촉진시키는 거대한 생물 분자라고 하신 것을 기억하시는 분들도 있겠죠. 합성 효소는 작은 분자들을 더 큰 분자로 합성하는 효소의 종류입니다. 그 중에서도 테르펜 합성 효소는 에센셜 오일을 구성하는 성분인 테르펜과 테르페노이드를 만들어 냅니다.

 

다시 학창 시절로 돌아가서 화학 수업을 듣고 있다고 생각해봅니다. 반응 물질을 혼합하면 환경에 따라서 여러 가지의 결과물을 낼 수 있다는 내용이 들립니다. 효소의 역할은 바로 활성 사이트가 알맞은 화학적 환경이 되도록 제어하는 것이며, 이 활성 사이트란 반응 물질을 잡아두고, 화학적 연결물질을 전달하며 전환 단계를 안정화시키는 효소의 부분을 의미합니다. 효소 구조에 아주 약간의 변화라도 생긴다면 특정 물질의 생성이 다른 것들에 비해 더욱 촉진되는 결과를 낳을 수도 있습니다.

 

사실 하나의 테르펜 합성 효소는 여러 가지의 테르펜 혼합물을 생성할 수 있습니다. 테르펜 합성 효소의 DNA 배열은 유전적으로 가까운 종끼리도 상이합니다. 그리고 단백질은 DNA 배열을 통해 만들어지기 때문에 약간의 유전적 차이점은 테르펜 합성 효소의 모양과 촉매성에 영향을 주는 단백질 배열에 변화를 주게 됩니다.

 

 

1,8 시네올 효소를 예로 들어볼까요? 최근 발표된 연구 결과에 따르면 과학자들은 야생 백리향에서 1,8 시네올 효소를 추출하여 생화학적 효능을 조사하였고, 그 결과값과 기존에 존재하던 기타 식물에서 추출한 1,8 시네올 효소들을 비교하였습니다. 비록 실험에 쓰인 대부분의 효소들이 80% 이상의 아미노산 배열을 공통으로 갖고 있었다곤 하나, 각각의 촉매 능력은 크게 차이가 났습니다. 가지과의 식물에서 추출한 1,8 시네올 효소들은 1,8 시네올, 리모넨, 미르센, 베타넨, 알파넨, 사비넨, 그리고 알파 터피네올로 이루어져 ‘시네올 카세트’로 명명된 모노테르펜 일곱 가지를 생산합니다. 반면, 소나무과에서 추출한 시네올 효소는 완전한 시네올 카세트를 만들어내지 못합니다. 리모넨과 사비넨이 빠지고 대신 감마 테르피넨을 만들어 내죠. 또한, 더치 라벤더에서 뽑아낸 1,8 시네올 효소는 사비넨, 알파-터피네올, 그리고 리모넨만 생산할 수 있는 대신 베타 펠란드렌이라는 추가적인 혼합물을 만들어냅니다. 

 

물론, 1,8 시네올 효소는 테르펜 합성 효소의 한 가지에 불과합니다. 이미 5,000 가지 이상의 테르펜 합성 효소가 특정되었고, 단 하나의 식물 종이 한번에 수백 가지의 테르펜 합성 효소를 나타낼 수 있습니다. 이러한 테르펜 합성 효소의 종간 다양성은 에센셜 오일의 끝없는 화학적 다양성을 알려줍니다.

 

 

이토록 놀라운 화학적 다양성 때문에 특정 식물에서 나오는 순수한 에센셜 오일은 인공적으로 합성하거나 유사한 오일들을 블렌드해서는 얻을 수 없는 고유하고도 복잡한 화학 구조를 갖고 있습니다. 사실 GC/MS 테스트를 통해 각각의 에센셜 오일은 고유의 화학적 지문이 있다는 사실이 이미 밝혀졌습니다. 도테라에서는 CPTG 품질 검사를 통해 에센셜 오일의 화학적 지문을 채취하고 있으며 오직 순수하고 친환경적인 에센셜 오일만을 공급하고 있습니다. 결국 식물 효소의 복잡함과 도테라의 분석 화학자들 덕분에 도테라 에센셜 오일이 최고의 품질을 자랑한다는 것을 알 수 있습니다.