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짝풀림제

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목차

1. 개요

짝풀림제는 호흡 조절을 해제하고, 미토콘드리아 막의 양성자 기울기를 소멸시켜 ATP 합성을 방해하는 물질이다. 전형적인 짝풀림제는 호흡 조절 해제, 순환적 양성자 수송 과정 대체, 전기화학적 기울기 상쇄, 작용의 일관성, 전자 전달과 ATP 가수분해 과정의 차이 부재 등의 특징을 가진다. 유사 짝풀림제는 이러한 특성 중 일부만 가지며, 완전한 짝풀림제 작용을 위해서는 다른 유사 짝풀림제와 조합되어야 한다. 짝풀림제에는 2,4-다이나이트로페놀, 카보닐 사이아나이드 페닐하이드라존 등이 있으며, 유사 짝풀림제에는 아자이드, 바이구아나이드 등이 있다.

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짝풀림제
개요
다른 이름탈공역제
양성자 운반체
특징
기능미토콘드리아 내막의 양성자 농도 기울기를 소멸시켜 ATP 생성을 억제
작용 기작미토콘드리아 내막을 가로질러 양성자를 운반, ATP 합성 효소를 우회
효과열 발생 증가
ATP 생산 감소
호흡 증가
종류
화학적 짝풀림제2,4-다이니트로페놀 (DNP)
카르보닐 시안화물 m-클로로페닐 하이드라존 (CCCP)
카르보닐 시안화물 4-(트라이플루오로메톡시)페닐하이드라존 (FCCP)
니트로페놀 계열 화합물
벤조산 계열 화합물
생리적 짝풀림 단백질UCP1 (서모제닌): 갈색 지방 조직에 존재, 열 발생에 관여
UCP2: 다양한 조직에 존재, 대사 조절에 관여
UCP3: 근육 조직에 존재, 지방산 대사에 관여
ANT (아데닌 뉴클레오타이드 전위효소)
시토크롬 c
기타발리노마이신
디케롤
활용
연구미토콘드리아 기능 연구, 에너지 대사 연구
치료비만 치료 (실험적), 대사 질환 연구
안전성
위험성과량 복용 시 심각한 부작용 (사망 포함) 가능성
주의사항의학적 감독 없이 사용 금지

2. 특성

전형적인 짝풀림제와 고전적인 짝풀림제는 모두 5가지 특성을 갖는다.[4][1] 이러한 특성들은 하위 섹션에서 자세히 설명한다.

유사 짝풀림제는 이러한 특성 중 일부를 가지고 있지만, 완전한 짝풀림을 위해서는 다른 유사 짝풀림제와 조합되어야 한다.[4]

2. 1. 짝풀림제의 5가지 특성

전형적인 짝풀림제는 다음과 같은 5가지 특성을 가지고 있다.[4]

# 호흡 조절이 완전히 해제된다.

# 짝풀림제에 의해 매개되는 순환적인 양성자 수송에 의해 모든 짝지어진 과정(ATP 합성, 트랜스수소화, 역전자 흐름, 양이온의 능동 수송 등)이 대체된다.

# 미토콘드리아 막 또는 원핵세포 막에서 생성된 모든 양성자의 농도 기울기가 상쇄된다.

# 짝지어진 부위와 다른 부위 간에 이러한 작용에 대한 차이가 없다.

# 전자전달에 의해 구동되는 짝지어진 과정과 ATP 가수분해에 의해 구동되는 짝지어진 과정 간에 차이가 없다.

유사 짝풀림제는 이러한 특성 중 한 가지 이상을 가지고 있지만, 5가지 특성을 모두 가지고 있지는 않기 때문에 완전한 짝풀림제로 작용하기 위해서는 한 가지 이상의 다른 유사 짝풀림제와 조합되어야 한다.[4]

2. 2. 유사 짝풀림제

유사 짝풀림제는 위에 언급된 특성 중 한 가지 이상을 가지고 있지만, 5가지 특성을 모두 가지고 있지는 않다.[4] 따라서 완전한 짝풀림제로 작용하기 위해서는 한 가지 이상의 다른 유사 짝풀림제와 조합되어야 한다.[4][1]

3. 종류

짝풀림제는 그 작용 기전 및 화학적 특성에 따라 여러 종류로 분류될 수 있다. 크게 전형적인 짝풀림제와 유사 짝풀림제로 나눌 수 있으며, 이들은 세포 내에서 다양한 방식으로 미토콘드리아의 ATP 생산 과정을 방해한다.[4]

짝풀림제의 종류
종류화합물
전형적인 짝풀림제2,4-다이나이트로페놀(DNP), 2,5-다이나이트로페놀, 1799, BAM15, 2-터트-뷰틸-4,6-다이나이트로페놀(다이노텁), 6-세크-뷰틸-2,4-다이나이트로페놀(다이노세브), C4R1, 카보닐 사이아나이드 페닐하이드라존(CCP), 카르보닐 시안화물 m-클로로페닐 히드라존(CCCP), 카르보닐 시안화물-p-트리플루오로메톡시페닐 히드라존(FCCP), CDE, CZ5, 데스아스피딘, 디쿠마롤, 다이니트로-오르토-크레졸(DNOC), 엘립티신, 엔도시딘 9, 플루페남산, 니클로사마이드 에탄올아민 (NEN), Ppc-1, 펜타클로로페놀(PCP), 퍼플루오로트라이에틸카비놀, S-13, SF 6847, TTFB, 말로노벤, (+)-우스닌산, XCT-790, 미토플루오, 트리클로산, 피롤로마이신 C, 살리실산 (과다 복용 시)[3]
유사 짝풀림제아자이드, 비구아니드, 부피바카인, 칼시마이신 (A23187), 도데실트라이페닐포스포늄 (C12TPP), 라살로시드 (X537A), 리놀레산과 같은 긴사슬 지방산, 미토Q10, 니제리신, 피크르산 (2,4,6-트라이나이트로페놀), 테트라페닐붕산 나트륨, SR4, 테트라페닐포스포늄 클로라이드, 발리노마이신, 비산염


3. 1. 전형적인 짝풀림제

3. 2. 유사 짝풀림제

다음 화합물들은 유사 짝풀림제로 알려져 있다.[4]

  • 아자이드
  • 비구아니드
  • 부피바카인
  • 칼시마이신 (A23187)
  • 도데실트라이페닐포스포늄 (C12TPP)
  • 라살로시드 (X537A)
  • 리놀레산과 같은 긴사슬 지방산
  • 미토Q10
  • 니제리신
  • 피크르산 (2,4,6-트라이나이트로페놀)
  • 테트라페닐붕산 나트륨
  • SR4 (1,3-비스(다이클로로페닐)요소 13)
  • 테트라페닐포스포늄 클로라이드
  • 발리노마이신
  • 비산염

참조

[1] 논문 Mechanism of uncoupling in mitochondria: Uncouplers as ionophores for cycling cations and protons https://www.pnas.org[...]
[2] 논문 Small Molecule Mitochondrial Uncouplers and Their Therapeutic Potential
[3] 웹사이트 California Poison Control System: Salicylates http://www.calpoison[...] 2014-08-02
[4] 논문 Mechanism of uncoupling in mitochondria: Uncouplers as ionophores for cycling cations and protons https://www.pnas.org[...]
[5] 논문 Small Molecule Mitochondrial Uncouplers and Their Therapeutic Potential


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