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헴(heme)은 헤모글로빈의 빨간 색소 성분에서 볼 수 있는 생화학 분자이다. 포르피린과 이가(二價)의 철 이온을 포함하며, 산소 분자와 결합하여 미토콘드리아같은 여러 세포 소기관이나 체내에서 산소를 필요로 하는 곳에 이를 운반하는 역할을 수행한다.2. 상세
적혈구에 포함되어 산소 공급을 돕는 헤모글로빈(hemoglobin)은 헴이 변형된 헤모(hem-o-)와 단백질을 뜻하는 글로빈(globin)의 합성어이다. 헤모글로빈에는 헴이 총 네 개 들어있다.헴은 철을, 주로 산소를 흡수해 산화철의 형태로 함유하다보니 붉은색을 띤다. 인간을 포함한 동물의 혈액을 붉게 만드는 성분이기도 하다. 과장하자면 동물의 피 자체가 녹슨 쇳물인 셈.[1]
동물성 철분인 헴철(Heme iron)은 일반 식물성 철분(비헴철)과 달리 흡수율이 높지만, 과다 섭취 시 발암물질인 엔니트로소 화합물(N-nitroso compounds)과 알데하이드(aldehyde)의 생성에 관여하고 산화 스트레스를 유발해 발암성이 있으며 당뇨병 발생 가능성이 증가할 수 있다.
미오글로빈은 단일 폴리펩타이드 사슬과 하나의 헴 분자를 포함한다. 이 때문에 미오글로빈도 빨간색이다. 육즙의 색도 피처럼 붉은 이유다. 단, 미오글로빈에 든 헴철 등 때문에 적색육이 발암물질에 등록되었다.
카탈레이스는 각 분자당 500여개의 아미노산을 포함하며 과산화수소를 분해하기 위한 헴을 포함한다.
마이크로솜이 소포체의 사이토크롬 P450(CYP)을 가지고 있는데 P450에 포함된 헴으로 인해 적갈색을 띈다.
오토 하인리히 바르부르크가 헤모글로빈처럼 산소와 결합하는 철이 함유된 헴기를 가진 사이토크롬 효소군을 최초로 발견한 공로로 1931년 노벨생리학·의학상을 수상하였다.
고기의 맛을 결정하는 핵심 분자이기도 하다. 이 헴 분자를 이용하여 보다 자연스러운 고기 맛을 내는 인공 패티를 만들어낼 수 있다.
콩과 식물의 뿌리에서는 뿌리혹박테리아가 질소 고정을 하는데 산소는 이 과정을 방해하기 때문에 콩과 식물은 뿌리의 산소 농도를 낮추기 위해 산소를 붙잡을 수 있는 헤모글로빈 유사 물질을 생성한다. 맥주의 효모 발효 방법에서 아이디어를 얻어, 효모 배양 방법으로 헴을 대량 생산하는 것이 가능하다.
쓸개즙에 포함되어 있는, 노화된 적혈구의 헤모글로빈이 분해된 빌리루빈은 헴으로 만들고 세균에 의해 분해되어 최종적으로 갈색의 스테르코빌린이 되어 흔히 아는 대변의 그 색깔을 낸다.
세균 중 코리네박테리움 글루타미쿰에 헴이 풍부하다.
포르피린증이라는 질병과 관련이 있는데, 생성된 포르피린이 과잉 생산되거나 헴 입자 생성 회로에 이상이 생겨서 헴 합성 효소에 문제가 생겨 헴을 만들지 못해 몸 안에서 쓰이지 못하면 피하에 쌓여 햇빛과 반응해 피부염이나 수포 등을 일으킨다. 헴 입자의 합성에는 관여하는 8가지 효소 중 하나라도 문제가 일어나면 포르피린증으로 연결되며, 이를 해결하기 위해서는 정상적인 헤모글로빈을 체내에 투여해야 한다.