푸트레신

3. 생화학

• 첫 번째 대사 경로에서 아르지닌은 아르지닌 탈카복실화효소에 의해 아그마틴으로 전환된 다음, 아그마틴은 아그마틴 탈이미노효소에 의해 ''N''-카바모일푸트레신으로 전환된다. 최종적으로 N-카바모일푸트레신은 푸트레신으로 전환된다.
• 두 번째 대사 경로에서 아르지닌은 오르니틴으로 전환된 다음, 오르니틴은 오르니틴 탈카복실화효소에 의해 푸트레신으로 전환된다.

3. 1. 수용체

4. 생성

산업적으로 푸트레신은 아크릴로나이트릴에 사이안화 수소를 첨가하여 생성되는 석시노나이트릴을 수소화하여 생산한다.^[44] 재생 가능한 원료로부터 푸트레신을 생명공학적으로 생산하는 방법이 연구되고 있으며, 포도당 미네랄염 배지에서 높은 역가로 푸트레신을 생성하는 대사 공학적 대장균 균주가 보고되었다.^[46]

5. 생리적 역할

푸트레신은 세포 분열에 필요한 생장 인자로 작용하는 가장 단순한 폴리아민 중 하나이다.^[13] 식물 조직에서 널리 발견되며,^[13] 종종 해당 유기체 내에서 가장 흔한 폴리아민이다. 푸트레신의 발달 역할은 잘 알려져 있으며, 최근 연구에 따르면 식물에서 생물적 및 비생물적 스트레스 요인에 대한 스트레스 반응에도 관여한다.^[14] 식물에서 푸트레신 결핍은 기생충 및 곰팡이 개체 수 증가와 관련이 있다.

푸트레신은 이온 대체물, 삼투질, 수송 단백질 등 다양한 방식으로 중요한 역할을 한다.^[13] 또한 세포 표면과 미토콘드리아, 엽록체와 같은 소기관의 다양한 표면 단백질을 조절하는 중요한 역할을 한다. 미토콘드리아 및 엽록체 푸트레신 증가와 함께 미토콘드리아의 ATP 생산 증가 및 엽록체의 ATP 합성이 기록되었지만, 푸트레신은 일부 식물에서 발달 억제제로 작용하여 ''애기장대''에서 왜소증과 늦은 개화를 유발할 수 있다.^[13]

식물에서 푸트레신 생산은 토양 곰팡이에 의해 촉진될 수 있다.^[15] Piriformospora indica (''P. indica'')는 ''애기장대''와 일반 토마토 식물에서 푸트레신 생산을 촉진하는 것으로 밝혀진 곰팡이 중 하나이다. 2022년 연구에서 이 곰팡이의 존재는 식물 뿌리 구조 성장에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 기체 크로마토그래피 검사 후, 이러한 뿌리 구조에서 더 많은 양의 푸트레신이 발견되었다.^[16]

''P. indica''로 접종된 식물은 과도한 아르기닌 탈탄산효소를 나타냈다.^[16] 이는 식물 세포에서 푸트레신을 만드는 과정에 사용된다. 뿌리 세포에서 푸트레신의 다운스트림 효과 중 하나는 옥신 생산이다. 같은 연구에서 비료로 첨가된 푸트레신은 곰팡이로 접종된 것과 동일한 결과를 보였으며, 이는 ''애기장대''와 보리에서도 나타났다. 이러한 연관성과 푸트레신의 진화적 기반은 아직 불분명하다.

푸트레신은 구취와 세균성 질염의 구성 성분이다.^[17] 또한 정액과 일부 미세조류에서 스페르민, 스페르미딘과 함께 발견된다.

6. 용도

아디프산과 반응하여 폴리아마이드인 나일론 46을 생성하며, 이는 엔발리어(구 DSM)에서 Stanyl이라는 상품명으로 판매된다.^[18][19]

푸트레신 및 다른 폴리아민은 과일의 숙성 과정을 지연시켜 유통기한을 연장하는 데 사용될 수 있다.^[20] 수확 전 푸트레신 처리는 고온 및 가뭄에 대한 식물의 저항성을 증가시키는 것으로 나타났으며,^[21] 이는 에틸렌 생성 감소와 관련이 있는 것으로 보인다.^[22]

키토산과 함께 천연 과일 코팅제로 사용되어 수확 후 과일의 품질을 보존하고 수명을 연장하는 데 효과적이다.^[24] 키토산으로 처리된 푸트레신 과일은 처리하지 않은 과일보다 항산화 능력과 효소 활성이 더 높았다. 코팅된 신선한 딸기는 부패율이 낮고, 조직 경도가 높으며, 총 가용성 고형물 함량이 높다. 키토산이 함유된 푸트레신의 나노 입자는 보관 중 최대 12일까지 딸기의 영양 품질을 보존하고 수확 후 수명을 연장하는 데 효과적이다.^[24]

법화학에서는 사후 변화의 생화학적 마커 중 하나로 푸트레신을 이용하여 사망 시기를 추정한다.^[35]

7. 독성

다량의 푸트레신은 독성이 있다. 쥐의 경우 2,000 mg/kg의 낮은 급성 독성을 가지고 있으며, 무해용량은 2,000 ppm (180 mg/kg 체중/일)이다.^[48][28]

푸트레신은 가열해서 분해하면 질소산화물(NO_x)의 유독 가스를 방출한다.^[49]

참조

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