알리신
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1. 개요
알리신은 마늘에 존재하는 유황 화합물로, 조직 손상 시 효소 알리이나제에 의해 알리인으로부터 생성된다. 키랄성을 띠지만 라세미체로 존재하며, 항균 물질 페니실린보다 효과가 강하다. 알리신은 불안정하여 쉽게 분해되며, 가열 시 아호엔이나 다이알릴 디설파이드 등으로 변한다. 연구를 통해 다제내성 세균 감염 치료 가능성이 제시되었으나, 2016년 기준으로는 사람에게 안전하고 효과적인지 불분명하다. 또한, 과다 섭취 시 위장 장애를 일으킬 수 있다.
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알리신 - [화학 물질]에 관한 문서 | |
---|---|
일반 정보 | |
화학식 | C₆H₁₀OS₂ |
분자량 | 162.28 g/mol |
밀도 | 1.112 g/cm³ |
녹는점 | 25 ℃ 미만 |
끓는점 | 분해 |
외관 | 무색 액체 |
식별 정보 | |
CAS 등록번호 | 539-86-6 |
PubChem CID | 65036 |
KEGG | C07600 |
ChEBI | 28411 |
ChemSpider ID | 58548 |
IUPHAR 리간드 | 2419 |
UNII | 3C39BY17Y6 |
Beilstein 등록번호 | 1752823 |
日化辞 번호 | J71.032F |
ChEMBL | 359965 |
SMILES | C=CCSS(=O)CC=C |
InChI | 1S/C6H10OS2/c1-3-5-8-9(7)6-4-2/h3-4H,1-2,5-6H2 |
InChIKey | JDLKFOPOAOFWQN-UHFFFAOYSA-N |
명명법 | |
IUPAC 명칭 | 2-프로펜-1-설피노티오산 S-2-프로페닐 에스터 |
다른 이름 | S-(Prop-2-en-1-yl) prop-2-ene-1-sulfinothioate 2-Propene-1-sulfinothioic acid S-2-propenyl ester 3-[(Prop-2-ene-1-sulfinyl)sulfanyl]prop-1-ene S-알릴 프로프-2-엔-1-설피노티오산 |
화학 구조 | |
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2. 구조 및 생성
알리신은 티오설피네이트 작용기를 특징으로 하는 R-S-(O)-S-R 구조를 가진다. 이 화합물은 마늘 조직이 손상될 때 효소 알리이나제가 알리인에 작용하여 생성된다.[1] 알리신은 키랄성을 띠지만 자연 상태에서는 라세미체로만 존재하며,[7] 다이알릴 디설파이드의 산화에 의해서도 생성될 수 있다.[8][9]
:(SCH2CH=CH2)2 + 2 RCO3H + H2O → 2 CH2=CHCH2SOH + 2 RCO2H
:2 CH2=CHCH2SOH → CH2=CHCH2S(O)SCH2CH=CH2 + H2O
알리이나제는 pH 3 미만에서 비가역적으로 비활성화되므로, 신선하거나 가루 형태의 마늘 섭취로는 체내에서 알리신이 생성되지 않는다.[10][11] 또한 알리신은 불안정하여 23 °C에서 16시간 이내에 분해될 수 있다.[12]
2. 1. 생합성
알리신의 생합성은 시스테인이 ''S''-알릴-L-시스테인으로 전환되면서 시작된다. 이 티오에테르가 산화하면 알리인이 생성된다. 피리독살 인산(PLP)을 함유한 효소인 알리이나제는 알리인을 분해하여 알릴설펜산(CH2=CHCH2SOH), 피루브산, 암모늄 이온을 생성한다.[6] 실온에서 알릴설펜산 두 분자가 축합하여 알리신을 형성한다.[5][9]알리신은 마늘이 자생하는 상태에서는 존재하지 않지만, 마늘을 썰거나 손상시켜 조직이 파괴되면 효소 알리나아제의 작용에 의해 화합물 알리인에서 변환된다.[19]
2. 2. 화학적 합성
알리신의 생합성은 시스테인이 ''S''-알릴-L-시스테인으로 전환되면서 시작된다. 이 티오에테르의 산화는 알리인을 생성한다. 피리독살 인산(PLP)을 함유한 효소인 알리이나제는 알리인을 분해하여 알릴설펜산(CH2=CHCH2SOH), 피루브산, 암모늄 이온을 생성한다.[6] 실온에서 알릴설펜산 두 분자가 축합하여 알리신을 형성한다.[5][9]알리신은 자생하는 상태의 마늘에는 존재하지 않지만, 마늘을 썰거나 손상시켜 마늘 조직을 파괴하면 효소 알리나아제의 작용에 의해 화합물 알리인에서 변환되는 화합물이다.[19]
3. 성질
알리인 상태로 존재하다가 세포가 죽거나 파괴되면서 공존하는 효소 알리네이즈에 의해 분해되어 항균성 물질인 알리신으로 되는 것으로 알려져 있다. 항균 물질인 페니실린보다 그 효과가 강하다.
알리신은 티오설피네이트 작용기를 특징으로 하며, R-S-(O)-S-R이다. 이 화합물은 조직 손상이 발생하지 않는 한 마늘에는 존재하지 않으며,[1] 효소 알리이나제가 알리인에 작용하여 생성된다.[1] 알리신은 키랄성을 띠지만 자연 상태에서는 라세미체로만 존재한다.[7] 이 라세미체 형태는 다이알릴 디설파이드의 산화에 의해서도 생성될 수 있다.[8][9]
:(SCH2CH=CH2)2 + 2 RCO3H + H2O → 2 CH2=CHCH2SOH + 2 RCO2H
:2 CH2=CHCH2SOH → CH2=CHCH2S(O)SCH2CH=CH2 + H2O
알리이나제는 pH 3 미만에서 비가역적으로 비활성화된다. 따라서 신선하거나 가루 형태의 마늘 섭취로는 일반적으로 체내에서 알리신이 생성되지 않는다.[10][11] 또한 알리신은 불안정하여 23°C에서 16시간 이내에 분해될 수 있다.[12]
알리신은 그다지 안정적인 화합물이 아니어서, 방치해두면 서서히 사라지고, 조리하면 빠르게 분해된다. 알리신은 의학적인 용도로도 사용되며, 동맥 경화에 대항하는 데 도움이 되고, 지방 덩어리를 축소시키거나, 어느 정도는 항산화 작용을 한다.[20][21]
또한 가열에 의해 아호엔이나 다이알릴 디설파이드 등으로 변화한다.
현재 미국에서는 라임병 증상에 대해 알리신에서 추출한 유효 성분인 Allimax에 대한 임상 시험이 제조원인 Allimax Neutraceuticals Inc.에 의해 진행되고 있다.[22]
4. 연구 및 의학적 이용
알리신은 안정적인 화합물이 아니어서 방치하면 서서히 사라지고, 조리하면 빠르게 분해된다. 동맥 경화를 억제하고, 지방 덩어리를 줄이거나, 항산화 작용을 하는 등 의학적인 용도로도 사용된다.[20][21] 가열하면 아호엔이나 다이알릴 디설파이드 등으로 변화한다.
현재 미국에서는 라임병 증상에 대해 알리신에서 추출한 유효 성분인 Allimax에 대한 임상 시험이 제조원인 Allimax Neutraceuticals Inc.에 의해 진행되고 있다.[22]
4. 1. 감기 예방 효과
세포가 죽거나 파괴되면서 공존하는 효소인 알리네이즈에 의해 분해되어 항균성 물질인 알리신이 된다. 알리신은 페니실린보다 항균 효과가 더 강한 것으로 알려져 있다.[13]소규모 임상 시험에서 매일 고용량의 추출(extraction (chemistry)|추출된) 알리신(마늘 한쪽의 20배)은 감기 예방에 효과가 있는 것으로 나타났다.[14] 그러나 코크란 리뷰에서는 이 결과를 근거로 결론을 내리기에는 충분하지 않다고 밝혔다.[15]
4. 2. 다제내성 세균 문제 해결 가능성
알리신은 다양한 종류의 다제내성 세균 감염뿐만 아니라 시험관 내 바이러스 및 곰팡이 감염을 치료할 수 있는 잠재력에 대해 연구되었지만, 2016년 기준으로 알리신이 사람의 감염을 치료하는 데 안전하고 효과적인지는 불분명했다.[13]2021년 연구에 따르면 "짧은 반감기, 높은 반응성, 특정 단백질에 대한 비특이성의 조합은 대부분의 세균이 알리신의 작용 방식에 대처할 수 없고 효과적인 방어 메커니즘을 개발할 수 없는 이유"이며, "이는 다제내성 세균주의 증가하는 문제에 대처하는 지속 가능한 약물 설계의 핵심이 될 수 있다"고 주장했다.[16]
4. 3. 기타 의학적 용도
알리인은 세포가 죽거나 파괴되면서 공존하는 효소 알리네이즈에 의해 분해되어 항균성 물질인 알리신이 된다. 알리신은 페니실린보다 항균 효과가 강하다. 2016년 기준으로 알리신이 사람의 감염을 치료하는 데 안전하고 효과적인지는 불분명했지만, 다양한 종류의 다제내성 세균 감염뿐만 아니라 시험관 내 바이러스 및 곰팡이 감염을 치료할 수 있는 잠재력에 대해 연구되었다.[13]소규모 임상 시험에서 매일 고용량의 추출(extraction (chemistry)|추출된) 알리신(마늘 한쪽의 20배)은 감기 예방에 효과가 있는 것으로 나타났다.[14] 그러나 코크란 리뷰에서는 이 결과를 근거로 결론을 내리기에 충분하지 않다고 밝혔다.[15]
2021년 연구에 따르면 "짧은 반감기, 높은 반응성, 특정 단백질에 대한 비특이성의 조합은 대부분의 세균이 알리신의 작용 방식에 대처할 수 없고 효과적인 방어 메커니즘을 개발할 수 없는 이유"이며, "이는 다제내성 세균주의 증가하는 문제에 대처하는 지속 가능한 약물 설계의 핵심이 될 수 있다"고 주장했다.[16]
알리신은 그다지 안정적인 화합물이 아니어서 방치하면 서서히 사라지고, 조리하면 빠르게 분해된다. 동맥 경화에 대항하는 데 도움이 되고, 지방 덩어리를 축소시키거나, 어느 정도는 항산화 작용을 하는 등 의학적인 용도로도 사용된다.[20][21]
또한 가열하면 아호엔이나 다이알릴 디설파이드 등으로 변화한다.
현재 미국에서는 라임병 증상에 대해 알리신에서 추출한 유효 성분인 Allimax에 대한 임상 시험이 제조원인 Allimax Neutraceuticals Inc.에 의해 진행되고 있다.[22]
5. 역사
알리신은 1944년 체스터 J. 카발리토(Chester J. Cavallito)와 존 헤이즈 베일리(John Hays Bailey)가 실험실에서 처음으로 분리하고 연구하였다.[17][7]
1940년대에는 주로 일본에서 티아민 유도체를 만들기 위한 노력의 일환으로 알리신이 발견되었다. 알리신은 다른 티아민 이황화물을 만들기 위한 의약 화학 노력의 모델이 되었다. 그 결과 설부티아민, 푸르설티아민(티아민 테트라하이드로푸르푸릴 이황화물), 벤포티아민이 포함되었다. 이 화합물들은 소수성이며, 장에서 혈류로 쉽게 통과하며, 시스테인 또는 글루타티온에 의해 티아민으로 환원된다.[18]
6. 섭취 시 주의사항
알리신의 살균 효과는 강력하기 때문에, 마늘, 양파, 부추 등을 생으로 섭취하거나 과다 섭취하면 위장 내에 존재하는 유익균인 장내 세균류까지 죽여 위장 장애를 일으킬 위험이 있다.
참조
[1]
논문
The Chemistry of Garlic and Onions
1985-03
[2]
논문
Effect on active oxygen species of alliin and Allium sativum (garlic) powder
1991-11
[3]
논문
Allicin and related compounds: Biosynthesis, synthesis and pharmacological activity
http://facta.junis.n[...]
2011
[4]
논문
Allicin: chemistry and biological properties
2014-08
[5]
논문
Mechanism and kinetics of synthesis of allicin
2004-01
[6]
논문
The mode of action of allicin: trapping of radicals and interaction with thiol containing proteins
1998-02
[7]
서적
Garlic and Other Alliums: The Lore and the Science
Royal Society of Chemistry
2010
[8]
서적
An introduction to organosulfur chemistry
Wiley
[9]
논문
Allicin: chemistry and biological properties
2014-08
[10]
논문
Flavor components of garlic extract
[11]
논문
Stability of Allicin in Garlic Juice
[12]
서적
Garlic: the science and therapeutic application of ''Allium sativum'' L and related species
Williams and Wilkins
[13]
논문
Antifungal and antibacterial activities of allicin: A review
[14]
논문
Complementary and alternative medicine for prevention and treatment of the common cold
2011-01
[15]
논문
Garlic for the common cold
2014-11
[16]
논문
Effect of physicochemical parameters on the stability and activity of garlic alliinase and its use for in-situ allicin synthesis
2021-03-19
[17]
논문
Allicin, the Antibacterial Principle of Allium sativum. I. Isolation, Physical Properties and Antibacterial Action
[18]
서적
Handbook of vitamins
CRC Press
2014
[19]
간행물
The chemistry of garlic and onions
Scientific American
1985-03
[20]
간행물
The pungency of garlic: Activation of TRPA1 and TRPV1 in response to allicin
http://www.current-b[...]
Current Biology
2005-05-24
[21]
간행물
Pungent products from garlic activate the sensory ion channel
Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.
2005
[22]
웹사이트
Allimax Nutraceuticals Updates Lyme Disease Study Data
http://www.npicenter[...]
npicenter.com
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