퀘르세틴
1. 개요
퀘르세틴은 자연계에 널리 분포하는 플라보노이드의 일종으로, 1857년부터 사용되었으며 참나무속 식물에서 유래되었다. 케이퍼, 양파, 사과 등 다양한 식품에 함유되어 있으며, 항산화, 항염증, 항동맥경화 등의 약리 작용이 보고되었다. 퀘르세틴은 배당체 형태로 존재하며, 생합성을 통해 생성된다. 퀘르세틴은 일부 약물의 효과를 방해할 수 있으며, 퀘르세틴 보충제의 안전성에 대한 연구는 부족하다. 퀘르세틴이 암이나 다른 질병을 치료하는 데 유용하다는 고품질 증거는 없으며, 미국 식품의약국은 퀘르세틴 제품의 무허가 건강 주장에 대해 경고 서한을 발부했다.
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| IUPAC 이름 | 3,3′,4′,5,7-펜타하이드록시플라본 |
|---|---|
| 계통 이름 | 2-(3,4-다이하이드록시페닐)-3,5,7-트라이하이드록시-4H-1-벤조피란-4-온 |
| 다른 이름 | 5,7,3′,4′-플라본올 소포레틴 (Sophoretin) 멜레틴 (Meletin) 퀘르세틴 (Quercetine) 크산타우린 (Xanthaurine) 퀘르세톨 (Quercetol) 퀘르시틴 (Quercitin) 쿼틴 (Quertine) 플라빈 멜레틴 (Flavin meletin) |
| CAS 등록번호 | 117-39-5 |
|---|---|
| CAS 등록번호 (다이하이드레이트) | 6151-25-3 |
| ChEBI | 16243 |
| 베일스타인 등록번호 | 317313 |
| ChemSpider ID | 4444051 |
| ChEMBL | 50 |
| DrugBank | DB04216 |
| EINECS | 204-187-1 |
| Gmelin | 579210 |
| IUPHAR 리간드 | 5346 |
| KEGG | C00389 |
| PubChem CID | 5280343 |
| UNII | 9IKM0I5T1E |
| UNII (다이하이드레이트) | 53B03V78A6 |
| UN 번호 | 2811 |
| InChI | 1/C15H10O7/c16-7-4-10(19)12-11(5-7)22-15(14(21)13(12)20)6-1-2-8(17)9(18)3-6/h1-5,16-19,21H |
| InChIKey | REFJWTPEDVJJIY-UHFFFAOYAW |
| 표준 InChI | 1S/C15H10O7/c16-7-4-10(19)12-11(5-7)22-15(14(21)13(12)20)6-1-2-8(17)9(18)3-6/h1-5,16-19,21H |
| 표준 InChIKey | REFJWTPEDVJJIY-UHFFFAOYSA-N |
| SMILES | O=C1c3c(O/C(=C1/O)c2ccc(O)c(O)c2)cc(O)cc3O |
| 화학식 | C15H10O7 |
|---|---|
| 몰 질량 | 302.236 g/mol |
| 밀도 | 1.799 g/cm3 |
| 녹는점 | 316 °C |
| 외관 | 노란색 결정성 분말 |
| 용해도 | 물에는 거의 녹지 않음; 알칼리 수용액에는 용해됨 |
| NOAEL (무독성량) | 100 mg/kg/day (쥐, 경구) |
|---|---|
| LD50 (반수치사량) | 161 mg/kg (쥐, 경구) 159-160 mg/kg (마우스, 경구) |
-
선택적 ERβ 작용제 -
에쿠올
에쿠올은 콩 이소플라본의 대사 산물로, 에스트로겐 수용체에 결합하여 에스트로겐 유사 작용을 나타내며, 갱년기 증상 완화, 피부 건강 개선 등 다양한 건강 효과와 관련이 있다. -
피토에스트로겐 -
이소플라본
이소플라본은 콩과 식물에 많이 함유된 플라보노이드 화합물의 일종으로, 에스트로겐 유사 작용을 하며, 골다공증 예방 등 건강 효능에 대한 연구가 진행 중이다. -
피토에스트로겐 -
레스베라트롤
레스베라트롤은 식물이 곰팡이 감염이나 손상에 반응하여 생성하는 파이토알렉신 계열의 스틸베노이드 화합물로, 포도 껍질과 씨앗, 땅콩, 오디 등에 주로 함유되어 있으며, 항암, 심혈관 질환, 대사 증후군 등에 대한 연구가 진행 중이지만 인체에서의 효과는 아직 명확하지 않다. -
방향화 효소 억제제 -
팔미트산
팔미트산은 16개의 탄소 원자를 가진 포화 지방산으로, 다양한 동식물성 유지에 함유되어 지방산 합성 과정에서 중요한 역할을 하며, 여러 산업 분야에 활용되지만 과다 섭취 시 건강에 해로울 수 있다. -
방향화 효소 억제제 -
리놀레산
리놀레산은 18개의 탄소 사슬과 두 개의 시스 이중 결합을 가진 필수 불포화 지방산으로, 아라키돈산 생합성에 사용되며 식물성 기름 등에 풍부하고 심혈관 질환 위험 감소에 기여하지만 과도한 섭취는 주의해야 한다.
2. 분포
퀘르세틴은 플라보노이드의 일종으로, 자연계에 널리 분포한다. 1857년부터 사용된 이 명칭은 참나무속 Quercus(참나무 숲)에서 유래했다. 퀘르세틴은 자연적으로 발생하는 극성 옥신 수송 억제제이다.
일반적으로 퀘르세틴의 일일 평균 섭취량은 25~50mg 정도이다. 붉은 양파는 껍질과 뿌리 부분에 퀘르세틴 농도가 높다. 유기농 토마토는 일반 토마토보다 퀘르세틴 함량이 79% 더 많다는 연구 결과가 있다. 퀘르세틴은 유칼립투스, 티트리 등 다양한 종류의 꿀에도 존재한다.
퀘르세틴은 케이퍼, 사과, 차, 양파, 포도, 브로콜리, 잎채소, 감귤류 등에 많이 함유되어 있다. 한국에서는 퀘르세틴을 배합한 건강기능식품도 판매되고 있다.
2.1. 퀘르세틴 함유 식품 (mg/100g)
3. 생합성
페닐알라닌은 페닐알라닌 암모니아-리아제, 신나메이트 4-하이드록실라제, 4-쿠마로일-CoA-리가제를 거쳐 페닐프로파노이드 경로를 통해 4-쿠마로일-CoA로 전환된다. 이후 4-쿠마로일-CoA는 7,2′-디하이드록시-4′-메톡시이소플라바놀 합성효소에 의해 말로닐-CoA 3분자와 결합하여 테트라하이드록시칼콘을 형성한다. 테트라하이드록시칼콘은 칼콘 이성질화 효소에 의해 나린제닌으로 전환된다.
나린제닌은 플라보노이드 3′-하이드록실라제를 통해 에리오딕티올로 전환된다. 에리오딕티올은 플라바논 3-하이드록실라제에 의해 디하이드로퀘르세틴으로 전환된 후, 플라보놀 합성효소에 의해 퀘르세틴으로 전환된다.
4. 배당체
퀘르세틴은 아글리콘 형태로, 감귤, 메밀, 양파 등에서 발견되는 루틴(퀘르세틴-3-O-루티노사이드) 및 퀘르시트린과 같은 여러 플라보노이드 배당체를 가진다. 퀘르세틴은 람노스 및 루티노스와 결합하여 각각 퀘르시트린 및 루틴 배당체를 형성한다.
퀘르세틴의 주요 배당체는 다음과 같다:
* 구아이자베린 (3-O-아라비노사이드)
* 히페로시드 (3-O-갈락토시드)
* 아이소퀘르시트린 (3-O-글루코시드)
* 스피라에오사이드 (4′-O-글루코사이드)
* 미켈리아닌 (퀘르세틴 3-O-β-D-글루쿠로노피라노사이드)
* CTN-986 (면실 및 면실유에서 발견되는 퀘르세틴 유도체)
* 퀘르세틴-3-O-글루쿠로니드
이소퀘르시트린은 퀘르세틴의 3-O-글루코시드이다.
4.1. 루틴 분해 경로
퀘르시트리나제는 아스페르길루스 플라부스(Aspergillus flavus)에서 발견될 수 있다. 이 효소는 배당체 퀘르시트린을 가수분해하여 퀘르세틴과 L-람노스를 생성한다. 이는 루틴 분해 경로의 일부이다.
5. 약리 작용
퀘르세틴은 시험관 내(in vitro) 및 동물 실험에서 항산화, 항염증, 항동맥경화, 뇌혈관 질환 예방, 항종양, 혈관 이완 등 다양한 생리 활성을 나타내는 것으로 보고되었다. 퀘르세틴은 히스타민 생성 및 유리 억제, 글루타치온 증가 등 다양한 기전을 통해 약리 작용을 나타낸다.
퀘르세틴은 항염증 작용을 나타내는데, 이는 히스타민 생성이나 유리 등 염증에 관여하는 몇 가지 과정을 억제하기 때문으로 생각된다. 또한 강한 항산화 작용을 나타내며, 세포 증식 등과 관련된 몇 가지 효소를 억제하는 것도 보고되었다. 동맥경화 모델 동물 실험에서는 동맥경화 병변의 크기 축소 및 산화 스트레스 바이오마커 감소가 보고되었다.
5.1. 약물 상호작용
퀘르세틴은 몇몇 항생제와 함께 사용하면 안 된다. 특히 플루오로퀴놀론계 항생제와 상호작용하여 경쟁적으로 세균의 DNA 자이레이스에 결합한다. 이로 인해 플루오로퀴놀론의 효과가 감소하거나 증가하는지는 확실하지 않다.
AHFS Drug Information 2010년판에 따르면, 퀘르세틴은 약물 대사 효소인 CYP2C8의 억제제이며, 특히 파클리탁셀(탁솔)과 유해한 상호작용을 일으킬 수 있다. 파클리탁셀은 주로 CYP2C8에 의해 대사되는데, 퀘르세틴으로 인해 그 생체 이용률(바이오어베일러빌리티)이 예측 불가능하게 증가하거나 해로운 부작용이 나타날 수 있다.
퀘르세틴은 CYP2C9의 억제제로도 알려져 있다. 또한 CYP3A4의 유도제이자 억제제이기도 하다. 즉, 단기적으로는 CYP3A4 효소의 활성을 저하시키지만, 생체 내 반응으로 효소를 더 많이 생산하게 만들어 유도제로 기능한다.
CYP2C9와 CPY3A4는 약물 대사 효소계인 시토크롬 P450의 구성원이며, 생체 내 이물질 대사에 관여하는 효소이다. 퀘르세틴은 이러한 효소들이 대사하는 약물의 혈청 수치나 잠재적 효과를 변화시킬 수 있다.
6. 인체 약동학
퀘르세틴은 경구 섭취 시 인체 내 생체 이용률이 매우 낮아, 한 연구에서는 1% 미만으로 나타났다. 퀘르세틴을 정맥 주사하면 초기 반감기는 8.8분, 말단 반감기는 2.4시간으로 농도가 급격히 감소한다. 배당체 형태의 퀘르세틴 보충제는 식품, 특히 붉은 양파에서 발견되는 퀘르세틴 배당체보다 생체 이용률이 낮다. 고지방 식품과 함께 섭취하면 저지방 식품과 함께 섭취하는 것보다 생체 이용률이 증가할 수 있으며, 탄수화물 함량이 높은 식품은 위장 운동 및 결장 발효를 자극하여 퀘르세틴 흡수를 증가시킬 수 있다.
6.1. 대사
퀘르세틴은 퀘르세틴 함유 식품이나 보충제 섭취 후 글루쿠론산화를 통해 빠르게 대사된다. 인간 혈장에서 발견된 5가지 퀘르세틴 글루쿠로나이드는 약 11~12시간의 반감기를 갖는다.
쥐의 경우, 퀘르세틴은 유의미한 1상 대사를 거치지 않고, 광범위한 2상 (접합)을 거쳐 모체 물질보다 더 극성이 커져 신체에서 더 빠르게 배설되는 대사산물을 생성한다. 시험관 내에서 카테콜의 메타-수산기는 카테콜-O-메틸트랜스퍼라제에 의해 메틸화된다. 퀘르세틴의 5개의 수산기 중 4개는 UDP-글루쿠로노실트랜스퍼라제에 의해 글루쿠론산화된다. 예외는 플라보노이드 고리의 5-수산기로, 일반적으로 글루쿠론산화를 거치지 않는다. 경구 섭취된 퀘르세틴의 주요 대사산물은 퀘르세틴-3-글루쿠로나이드, 3'-메틸퀘르세틴-3-글루쿠로나이드, 퀘르세틴-3'-설페이트이다. 퀘르세틴의 메틸 대사산물은 시험관 내에서 지질다당류 활성화 대식세포를 억제하는 데 퀘르세틴보다 더 효과적이다.
다른 플라보노이드에 비해 퀘르세틴은 2상 해독 효소의 가장 효과적인 유도제 중 하나이다.
시험관 내 연구에 따르면 퀘르세틴은 시토크롬 P450 효소 CYP3A4 및 CYP2C19의 강력한 억제제이며, CYP2D6의 중간 억제제이다. 이러한 경로로 대사되는 약물은 효과가 증가할 수 있다. 생체 내 연구에 따르면 퀘르세틴 보충은 특정 유전적 하위 집단에서 카페인의 대사를 통계적으로 유의미하게 늦추지만, 절대적인 측면에서 효과는 거의 미미했다. 쥐에게 퀘르세틴을 섭취시켰을 경우, 혈중에 가장 많이 존재하는 대사물은 이소람네틴이다.
7. 안전성
퀘르세틴은 일반적인 식사 섭취량 범위 내에서는 안전하다고 여겨진다. 2010년 미국 식품의약국(FDA)은 고순도 퀘르세틴을 다양한 특정 식품 범주에서 1회 제공량당 최대 500mg 수준으로 사용하기에 일반적으로 안전하다고 인정(GRAS)되는 물질로 인정했다.
하지만 퀘르세틴 보충제의 인간 안전성에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았고, 그 결과는 안전하다는 확신을 주기에 불충분하다. 특히 임산부, 수유부, 어린이 및 청소년에 대한 퀘르세틴 보충제의 안전 정보는 부족하다. 동물 연구에서는 퀘르세틴의 호르몬 효과가 보고되었으며, 이는 에스트로겐 의존성 종양과 관련하여 우려를 일으킨다. 또한 퀘르세틴 보충제는 일부 약물의 효과를 방해할 수 있다.
7.1. 건강 문제 관련 주장
퀘르세틴은 기초 연구와 소규모 임상 시험에서 연구되었다. 퀘르세틴 보충제가 암 및 기타 다양한 질병 치료에 사용될 수 있다고 홍보되었지만, 퀘르세틴(보충제 또는 식품을 통해)이 암 또는 다른 질병을 치료하는 데 유용하다는 고품질 증거는 없다.
미국 식품의약국(FDA)은 제품 라벨과 웹사이트에서 퀘르세틴 제품이 질병 치료에 사용될 수 있다고 광고하는 여러 제조업체에 FDA 경고 서한을 발부했다. FDA는 이러한 퀘르세틴 광고와 제품을 승인되지 않은 것으로 간주하며, "질병의 진단, 치료, 완화, 치료 또는 예방에 사용하기 위한 것"으로 정의된 무허가 건강 주장을 포함한다고 밝혔다. 이는 제조업체가 충족하지 못한 조건이다.