[콜라겐 정의]

콜라겐이 무엇인지 한마디로 말하면, '섬유 형태의 구조를 가진 고분자 단백질'입니다.
우리 몸의 약 60%는 수분입니다. 지질이 15~20%, 단백질은 20%, 기타 미네랄 등 몇 %로 구성되어 있으며, 이 단백질 중 약 30%를 콜라겐이 차지하고 있습니다.
수분을 제외하면 몸을 구성하는 고형성분의 약 6%가 콜라겐이라고 할 수 있으므로 얼마나 몸속 여러 곳에 존재하고 각각의 장소에서 중요한 역할을 하고 있는지 알 수 있습니다.


[콜라겐 역할]

콜라겐의 가장 큰 역할로 일컬어지는 것이 '세포나 조직을 연결하는 역할'입니다.
풀이나 접착제처럼 붙인다기보다는 각각의 세포를 연결하는 실과 같은 이미지입니다.
피부, 근육, 뼈, 내장 등 모든 조직에 존재하며 세포와 세포 사이를 콜라겐 섬유로 연결하는 역할과 세포를 지탱하는 발판으로서의 역할,
제자리에서 움직이지 않도록 도와주는 역할, 부드러움을 주는 역할, 수분 등의 이동이 일어나지 않도록 막을 만들어 칸막이를 만드는 역할도 수행하고 있습니다.


[콜라겐이 존재하는 신체의 위치]

콜라겐은 오직 피부에만 존재하고 있는 것은 아닙니다.
내장, 혈관, 뼈, 힘줄 등 다양한 장소에 존재합니다.
그러나 역시 콜라겐이 가장 많이 존재하는 것은 피부 = 피부입니다.
체내 콜라겐의 약 40%는 피부에, 약 10~20%는 뼈나 연골에 존재합니다.
그러나 피부는 체내에서 차지하는 면적도 넓기 때문에 콜라겐 분포의 비율이 높지만,
하나하나의 조직으로 볼 때 가장 콜라겐이 많이 존재하는 조직은 힘줄입니다.
아킬레스건 등을 대표로 하는 관절부분을 연결하는 조직입니다.
힘줄의 약 85%는 콜라겐으로 되어 있습니다.
피부는 약 75%가 콜라겐이고 또 의외일지도 모르지만,
뼈의 약 25%는 콜라겐으로 되어 있습니다.


[콜라겐 구조]

쉽게 풀리지 않는 나선형태를 만들어내는 콜라겐.
콜라겐은 단백질을 구성하는 최소 분자인 아미노산을 바탕으로 하고 있습니다.
단백질은 작은 알갱이인 아미노산이 몇 개나 결합한 것이라고 상상해 보세요.
2개 결합한 것을 디펩티드, 3개 결합한 것을 트리펩티드, 4~10개 정도의 경우 올리고 펩티드, 10~100개로 많이 결합한 경우 폴리펩타이드로 명칭이 바뀝니다.
콜라겐은 20종류의 아미노산이 50개 이상 결합한 폴리펩타이드로 이루어진 3개의 체인 (폴리펩타이드 사슬이라고 합니다)이 나선형으로 얽힌 구조로 이루어져 있습니다.
이렇게 많은 분자가 모인 단백질을 '고분자 단백질'로 불리며 콜라겐은 고분자 단백질로 분류합니다.
(단백질 중에서도 사용되고 있는 아미노산의 수나 종류가 많은 편이구나 라고 생각하시면 괜찮습니다.)
예를 들어, 체내에서 가장 많은 콜라겐인 I형 콜라겐을 예로 들어 말씀드리면, 먼저 아미노산의 수가 1000개 정도 연결되어 하나의 폴리펩타이드 사슬이 있습니다.
분자량은 약 9500입니다.

그리고 그 사슬이 3개가 모여 3중의 나선구조를 만듭니다.(세 개의 줄이 빙글빙글 얽힌 로프를 만들어내는 이미지입니다.)
그러면 분자량 약 300,000, 길이 약 300nm, 지름 약 2nm의 가느다란 막대기 모양의 단백질이 만들어집니다.
이것이Ⅰ형콜라겐의 한 분자구조입니다.

콜라겐은 이 나선 구조를 만들 수 있는 것과 나선 구조로 된 콜라겐끼리 더 모여들어서 견고한 섬유 상태의 단백질을 만들어낼 수 있는 것이 가장 큰 특징입니다.
모여들 때 하나하나의 콜라겐 분자가 다양한 화합물로 다리처럼 연결되어 '콜라겐 섬유'를 만들어 냅니다.
이 다리 같은 것을 '가교'라고 부르는데, 이 '가교'로 결합되어 있기 때문에
하나하나의 분자가 쉽게 풀리지 않게 되어 있는 것이 콜라겐 섬유를 만들어 낼 수 있기 위한 포인트라고 할 수 있습니다.
이를 통해 보다 견고한 콜라겐 섬유를 만들어낼 수 있기 때문에 내장을 지탱하거나 힘줄이 생기게 하여 피부의 토대를 마련하고 든든하게 지탱할 수 있습니다.


[콜라겐을 만드는 아미노산]

콜라겐은 20종류의 아미노산으로 이루어져 있다고 말씀드렸는데, 그 중 '글리신'이 약 30%, '프롤린'과 '히드록시프롤린'이 약 21%, '알라닌'이 약 11%로,
이 4종의 아미노산에서 60%를 차지하고 있다는 상당히 편향된 구성으로 이루어져 있습니다.
이것은 다른 일반적인 단백질과는 크게 다른 구조인 것입니다.
그리고 이 4종의 아미노산이 반복 배열되어 사슬이 완성되어 있기 때문에, 나선형의 형태가 완성되는 것으로 알려져 있습니다.
이 아미노산의 편중으로 인해 콜라겐의 특징인 섬유 상태의 단백질이 만들어지고 있다고 생각되고 있습니다.


[콜라겐의 체내 기능]