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SOD와 항산화의 원리

SOD를 이해하면, 브로콜리새싹이 새롭게 보입니다

SOD가 활성산소를 처리하는 역할과 설포라판이 세포의 방어 유전자에 관여하는 원리를 살펴봅니다. 효소 제형, 사람 대상 연구, 브로콜리새싹의 전환 과정을 함께 읽어보세요.

주식회사 웰빙200처음 게시 업데이트 약 5분
브로콜리새싹 옆에 단백질의 접힌 형태를 표현한 녹색 종이 조형물
새싹과 항산화 효소의 연결을 표현한 일러스트.

01

SOD, 우리 몸이 만드는 항산화 효소

SOD는 Superoxide Dismutase의 약자로, 초과산화물 불균등화효소라고 부릅니다. 단백질로 이루어진 효소이며, 활성산소의 한 종류인 초과산화물(O₂•⁻)을 과산화수소(H₂O₂)와 산소(O₂)로 바꾸는 반응을 빠르게 진행합니다.

우리 몸은 SOD를 직접 만듭니다. 세포질의 SOD1, 미토콘드리아의 SOD2, 세포 밖으로 분비되는 SOD3가 각 위치에서 작동합니다.

세포질의 SOD1, 미토콘드리아 내부의 SOD2, 세포 밖의 SOD3를 구분한 세포 단면 그림

SOD는 작동하는 위치에 따라 세 종류로 나뉩니다.

  1. SOD1 · 세포질

    주로 세포질에서 초과산화물을 처리합니다.

  2. SOD2 · 미토콘드리아

    미토콘드리아 안쪽 기질에서 작동합니다.

  3. SOD3 · 세포 밖

    세포 밖 공간에서 항산화 반응에 참여합니다.

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사람의 세 가지 SOD와 주된 활동 공간
종류주된 위치특징
SOD1 · Cu/Zn-SOD세포질 등구리·아연을 포함하며 세포 내 초과산화물 처리에 관여합니다.
SOD2 · Mn-SOD미토콘드리아 기질망간을 사용하며 미토콘드리아 안에서 작동합니다.
SOD3 · EC-SOD세포 밖세포 밖으로 분비되는 구리·아연 SOD입니다.

02

SOD가 시작한 반응은 다음 효소로 이어집니다

SOD의 반응으로 생긴 과산화수소는 카탈라아제, 글루타티온 퍼옥시다아제(GPX), 퍼옥시레독신(PRX) 등이 이어서 처리합니다.

반응에 사용된 글루타티온과 티오레독신은 환원효소를 통해 재생됩니다. 이때 NADPH가 전자를 공급합니다. SOD는 과산화물 처리와 항산화 물질의 재생으로 이어지는 방어 체계의 한 부분입니다.

초과산화물이 SOD 반응을 거쳐 과산화수소가 되고, CAT·GPX·PRX가 이를 처리하는 두 단계 흐름

SOD의 반응 뒤에는 과산화수소를 처리하는 효소들의 반응이 이어집니다.

  1. 초과산화물

    SOD가 반응을 빠르게 진행하는 출발 물질입니다.

  2. 과산화수소

    SOD 반응으로 산소와 함께 만들어지며, 다음 처리 단계로 이어집니다.

  3. 과산화물 처리

    CAT·GPX·PRX 등이 과산화수소를 물로 전환하는 반응을 맡습니다.

03

SOD 원료 섭취와 세포의 방어 반응

SOD 원료를 섭취하는 방식은 식물 등에서 얻은 효소 단백질을 입으로 먹는 접근입니다. 단백질은 소화 과정의 영향을 받으므로, 원료의 효소 활성과 이를 보호하는 제형이 중요한 연구 대상이 됩니다. 멜론 SOD에 밀 단백질인 글리아딘을 결합한 제형이 한 예입니다.

설포라판은 세포의 방어 유전자 조절에 관여합니다. 세포·동물실험에서는 몸이 만드는 SOD의 발현 변화를, 일부 사람 연구에서는 혈중 SOD의 활성 변화를 측정했습니다.

왼쪽은 SOD 단백질의 섭취와 소화 과정, 오른쪽은 세포가 유전자 정보를 이용해 효소를 만드는 과정

효소 단백질을 먹는 접근과 세포의 방어 유전자 반응을 살피는 접근을 나누어 봅니다.

  1. SOD 원료 섭취

    단백질의 효소 활성과 소화 과정에서 이를 보호하는 제형을 연구합니다.

  2. 체내 방어 반응

    설포라판 연구는 세포의 유전자 반응과, 조건에 따른 SOD 발현·활성 변화를 살핍니다.

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SOD 섭취와 설포라판을 통한 내인성 방어 반응 비교
비교 기준SOD 원료 섭취설포라판을 통한 접근
섭취하는 성분SOD 효소를 함유한 원료·제형설포라판 또는 이를 생성하는 전구체·효소 조합
주요 연구 관점소화 환경에서 효소의 활성을 유지하고 체내 반응을 살피는 접근KEAP1–Nrf2 신호와 세포의 방어 유전자 반응을 살피는 접근
몸속 SOD와의 관계원료의 SOD 활성과 섭취 후 몸속 효소 활성은 각각 평가합니다.세포·동물실험의 SOD 발현과 사람 연구의 혈중 SOD 활성
함께 보는 방어 요소일부 보호 제형 연구에서 SOD·카탈라아제·GPX 등을 함께 측정합니다.SOD 관련 변화와 함께 글루타티온 합성·재생, 티오레독신계, NQO1 등 여러 경로를 연구합니다.

04

설포라판이 주목받는 이유, 세포의 방어 신호

설포라판은 브로콜리새싹의 글루코라파닌에서 만들어지는 작은 분자로, 이소티오시아네이트 계열에 속합니다.

세포에서는 KEAP1이 Nrf2 단백질의 분해를 조절합니다. 설포라판이 KEAP1의 감지 부위와 반응하면 Nrf2의 분해가 줄어들고, 축적된 Nrf2가 핵에서 여러 방어 유전자의 발현을 조절할 수 있습니다. 이것이 설포라판 연구에서 자주 등장하는 KEAP1–Nrf2 경로입니다.

이 경로의 연구는 항산화 물질의 합성·재생과 반응성 물질의 대사에 관여하는 여러 효소를 함께 살핍니다.

05

유전자 발현과 효소 활성, 연구에서 측정한 변화

유전자 발현은 효소를 만드는 정보가 읽히는 정도, 단백질 양은 만들어진 효소의 양, 효소 활성은 반응을 수행하는 능력입니다. 아래 연구는 이 가운데 서로 다른 단계를 측정했습니다.

유전자에서 RNA를 만드는 장면, 만들어진 효소 단백질, 효소가 반응을 진행하는 장면을 나눈 그림

유전자 발현, 단백질 양, 효소 활성은 서로 다른 것을 측정합니다.

  1. 유전자 발현

    효소를 만드는 유전자 정보가 얼마나 읽히는지 봅니다.

  2. 단백질 양

    실제로 만들어져 존재하는 효소의 양을 봅니다.

  3. 효소 활성

    효소가 반응을 수행하는 능력을 측정합니다.

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설포라판·브로콜리새싹 연구의 대상과 관찰 결과
연구와 조건측정한 것관찰 결과
Bose 등 · 2020 / 젊은·노령 수컷 생쥐, 설포라판 식이 12주심장·골격근의 유전자 발현노령 생쥐에서 Sod1·Sod2와 Cat 등 여러 전사체가 대조 식이군보다 높았습니다.
Zeng 등 · 2024 / 조현병 환자, 기존 약물치료 유지, 비교군 없는 24주 연구, 완료자 45명혈중 SOD 활성섭취 전보다 혈중 SOD 활성이 증가했습니다.
Riedl 등 · 2009 / 건강한 성인, 브로콜리새싹 균질액 3일 섭취코 세척액 세포의 방어 유전자 발현GSTM1·GSTP1·NQO1·HO-1 RNA가 증가했습니다.
Wise 등 · 2016 / COPD 환자 89명, 설포라판 25 또는 150μmol/일, 4주 위약대조 시험기도 세포의 Nrf2 표적 유전자·임상 지표표적 유전자 발현, 염증·폐기능 지표에서 군 간 유의한 차이가 없었습니다.

06

SOD 원료도 제형과 연구 결과를 함께 봅니다

먹는 SOD의 연구에서도 제형에 따라 차이가 관찰됐습니다. Vouldoukis 연구진의 28일 생쥐 실험에서는 보호하지 않은 멜론 SOD 추출물보다 글리아딘 결합 제형에서 혈중 SOD·카탈라아제·GPX 활성 변화가 나타났습니다.

Muth 연구진은 건강한 성인 20명을 대상으로 SOD·글리아딘 제형을 위약과 비교했습니다. 고압 산소 노출 후 일부 DNA 손상·지질 산화 지표는 섭취군에서 낮았지만, SOD와 카탈라아제 활성의 유의한 변화는 없었습니다.

07

브로콜리새싹에서 설포라판이 만들어지는 과정

브로콜리새싹의 글루코라파닌은 설포라판의 재료이고, 미로시나아제는 전환을 돕는 효소입니다. 새싹 조직이 부서지고 수분이 있는 환경에서 둘이 만나면 설포라판 생성 반응이 진행됩니다.

2026년 발표된 성인 16명의 교차시험은 이 차이를 보여줍니다. 연구진은 브로콜리씨 추출물의 글루코라파닌 50mg과 비타민 C 100mg을 공통으로 제공하고, 겨자씨 미로시나아제를 더한 경우와 더하지 않은 경우를 비교했습니다.

섭취한 글루코라파닌의 몰량 대비 24시간 소변에서 회수한 설포라판과 대사산물의 비율은 미로시나아제를 더한 조건에서 평균 39.8%, 더하지 않은 조건에서 18.6%였습니다. 해당 제형의 전환·이용률을 소변 대사산물로 비교한 결과입니다.

브로콜리새싹의 재료 성분이 효소와 만나 작은 생성물로 전환되는 과정을 표현한 일러스트

왼쪽부터 재료 성분, 효소와의 만남, 전환된 생성물입니다. 글루코라파닌에서 설포라판이 만들어지는 흐름을 표현한 개념 일러스트.

  1. 01

    글루코라파닌 · 재료

    새싹에 들어 있는 설포라판의 전구체입니다.

  2. 02

    미로시나아제 · 전환 효소

    수분이 있는 환경에서 전구체의 분해·전환을 돕습니다.

  3. 03

    설포라판 · 만들어지는 성분

    KEAP1–Nrf2를 비롯한 세포 반응을 연구하는 대상입니다.

참고 자료

2026.10.19 자료 확인

  1. UniProt · 사람 SOD1의 효소 반응과 위치 ↗

    구리·아연을 포함하는 SOD1의 초과산화물 불균등화 반응과 세포 내 위치.

  2. UniProt · 미토콘드리아 SOD2 ↗

    망간을 사용하는 SOD2와 미토콘드리아 기질에서의 역할.

  3. UniProt · 세포 밖에서 작동하는 SOD3 ↗

    세포 밖으로 분비되는 구리·아연 SOD의 특성.

  4. UniProt · 카탈라아제의 과산화수소 분해 반응 ↗

    과산화수소를 물과 산소로 바꾸는 효소 반응.

  5. Vouldoukis 등, 2004 · 보호 제형을 적용한 식물 SOD의 동물실험 ↗

    생쥐의 28일 섭취 실험. 비보호 멜론 SOD 추출물과 글리아딘 결합 제형의 항산화 효소 활성을 비교했습니다. DOI: 10.1002/ptr.1542.

  6. Muth 등, 2004 · SOD·글리아딘 제형의 사람 대상 시험 ↗

    건강한 성인 20명의 무작위 이중눈가림 위약 대조시험. 고압 산소 노출 후 DNA 손상·지질 산화·항산화 효소 활성을 측정했습니다. DOI: 10.1080/10715760412331273197.

  7. Zhang et al. (2004) · Keap1 Is a Redox-Regulated Substrate Adaptor Protein for a Cul3-Dependent Ubiquitin Ligase Complex ↗

    세포 실험에서 KEAP1·CUL3에 의한 Nrf2 분해 표지와 설포라판의 조절 작용을 분석했습니다.

  8. Bose 등, 2020 · 설포라판 식이와 생쥐의 항산화 유전자 발현 ↗

    수컷 생쥐의 12주 설포라판 식이 연구. 심장과 골격근의 Sod1·Sod2·Cat 등 전사체 변화를 분석했다. DOI: 10.1111/acel.13261.

  9. Zeng 등, 2024 · 설포라판 추가 섭취와 혈중 SOD 활성 ↗

    2023년 온라인 발표, 2024년 권호 게재. 조현병 환자 66명 모집, 45명 24주 추적 완료. 기존 약물치료를 유지한 단일군 연구로 혈중 SOD 활성을 측정했다. DOI: 10.1007/s00406-023-01679-7.

  10. Riedl 등, 2009 · 브로콜리새싹 섭취와 사람 상기도의 방어 유전자 ↗

    브로콜리새싹 균질액의 3일 섭취 후 코 세척액 세포에서 GSTM1·GSTP1·NQO1·HO-1의 RNA 발현을 측정했다. DOI: 10.1016/j.clim.2008.10.007.

  11. Wise et al. (2016) · COPD 환자의 설포라판 섭취와 NRF2 반응 ↗

    COPD 환자 89명의 4주 위약 대조시험. 기도세포의 NRF2 표적 유전자·염증·폐기능을 평가했습니다.

  12. Mastaloudis 등, 2026 · 미로시나아제 첨가와 설포라판 생체이용률 ↗

    성인 16명의 무작위 이중눈가림 교차시험. 글루코라파닌 50mg·비타민 C 100mg 조건에서 겨자씨 미로시나아제 첨가 여부를 비교했다. 원료 기업 관련 이해관계가 공개돼 있다.

  13. Malhotra et al. (2010) · Global Mapping of Binding Sites for Nrf2 Identifies Novel Targets in Cell Survival Response through ChIP-Seq Profiling and Network Analysis ↗

    생쥐 배아 섬유아세포에서 Nrf2의 DNA 결합 위치와 유전자 발현을 분석했습니다. 글루타티온계와 티오레독신환원효소·설피레독신 등 방어 유전자의 연결을 살폈습니다.

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