피토알렉신

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1. 개요
2. 기능
3. 천연 페놀의 식물 방어 역할
4. 최근 연구 및 인체에 대한 영향
참조

1. 개요

피토알렉신은 식물이 병원체에 대항하여 생성하는 독소로, 세포벽 파괴, 신진대사 방해 등을 통해 방어 기능을 수행한다. 식물 세포는 병원체 침입 시 단기적, 장기적 저항 반응을 보이며, 피토알렉신 생산은 장기 저항의 중요한 요소이다. 다양한 천연 페놀 화합물들이 피토알렉신으로 작용하며, 포도, 수수, 당근 등에서 발견된다. 최근 연구에서는 피토알렉신의 항산화, 항균, 항종양 효과가 밝혀졌으며, 레스베라트롤과 같은 일부 피토알렉신은 인체에 긍정적인 영향을 미치기도 하지만, 라텍스 알레르기를 유발하는 경우도 있다.

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피토알렉신 - 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.

피토알렉신
기본 정보
다양한 피토알렉신의 화학 구조
설명	식물에 의해 생성되는 항생제
다른 이름	식물성 알렉신
특성
기능	식물 면역 반응
관련 질병	식물 질병
식물 반응
유발 요인	박테리아 곰팡이 바이러스 선충류 연체동물 인플루엔자 화학 물질 자외선
종류
예시	리스베라트롤 피세아탄놀 테로스틸벤 델타-비니페린 알파-비니페린 엡실론-비니페린 로바르신 카탈폴 카타폴글루코사이드 솔라베티본 카프시돌 글리세올린 오르키놀 6-메톡시메멜로딘 A 아베나신 디안트라알렉신

2. 기능

피토알렉신은 식물이 생성하며 공격하는 유기체에 독소로 작용한다. 피토알렉신은 세포벽을 파괴하거나, 성숙을 지연시키거나, 신진대사를 방해하거나, 병원체의 번식을 막을 수 있다. 식물 방어에서 피토알렉신의 중요성은 피토알렉신 생합성이 억제될 때 식물 조직의 감염 민감성이 증가하는 것을 통해 알 수 있다. 피토알렉신을 생성할 수 없는 돌연변이는 야생형보다 더 광범위한 병원체 집락화를 보인다. 숙주 특이적 병원체는 피토알렉신을 분해할 수 있어 그렇지 못한 병원체보다 더 강한 독성을 가진다.^[1]

식물 세포는 손상된 세포 또는 병원체의 입자를 인식하면, 단기적인 일반 반응과 장기적인 특이 반응의 두 가지 방식으로 저항성을 시작한다.

유도 저항성의 단기 반응으로, 식물은 침입 세포를 죽이기 위해 활성산소(슈퍼옥사이드, 과산화수소)를 사용한다. 병원체와 상호작용하는 일반적인 단기 반응은 과민반응으로, 감염 부위 주변 세포가 세포자멸사(프로그램된 세포 죽음)를 겪도록 신호를 보내 병원체가 식물의 다른 부분으로 확산되는 것을 막는다.

전신 획득 저항성(SAR)이라고 불리는 장기 저항은 자스몬산, 에틸렌, 압시스산, 살리실산 등 식물 호르몬을 통해 손상된 조직과 식물 나머지 부분 사이의 의사소통을 포함한다. 신호를 받으면 식물은 전반적인 변화를 일으켜 피토알렉신 생산 관련 효소를 포함, 추가적인 병원체 침입으로부터 보호하는 유전자 발현을 유도한다. 기체 호르몬인 자스몬산이나 에틸렌이 상처 입은 조직에서 방출되면, 인접한 식물도 반응하여 피토알렉신을 생성한다.

3. 천연 페놀의 식물 방어 역할

피토알렉신은 식물이 생성하여 공격하는 유기체에 독소로 작용한다. 피토알렉신은 세포벽을 파괴하거나, 성숙을 지연시키거나, 신진대사를 방해하거나, 해당 병원체의 번식을 막을 수 있다. 식물 방어에서 피토알렉신의 중요성은 피토알렉신 생합성이 억제될 때 식물 조직의 감염에 대한 민감성이 증가하는 것을 통해 알 수 있다. 피토알렉신을 생성할 수 없는 돌연변이는 야생형에 비해 더 광범위한 병원체 집락화를 보인다. 이처럼, 피토알렉신을 분해할 수 있는 숙주 특이적 병원체는 그렇게 할 수 없는 병원체보다 더 독성이 강하다.^[1]

식물 세포가 손상된 세포의 입자 또는 병원체의 입자를 인식하면, 단기적인 일반 반응과 지연된 장기적인 특이 반응의 두 가지 방식으로 저항성을 시작한다.

유도 저항성의 일부인 단기 반응으로, 식물은 침입 세포를 죽이기 위해 활성산소(슈퍼옥사이드 및 과산화수소)를 사용한다. 병원체와의 상호 작용에서 일반적인 단기 반응은 과민반응으로, 감염 부위 주변의 세포가 세포자멸사(프로그램된 세포 죽음)를 겪도록 신호를 보내어 병원체가 식물의 나머지 부분으로 확산되는 것을 막는다.

장기 저항, 즉 전신 획득 저항성(SAR)은 자스몬산, 에틸렌, 압시스산, 또는 살리실산과 같은 식물 호르몬을 사용하여 손상된 조직과 식물의 나머지 부분 사이의 의사소통을 포함한다. 신호를 받으면 식물 내에서 전반적인 변화가 일어나 피토알렉신 생산에 관련된 효소를 포함하여, 추가적인 병원체 침입으로부터 보호하는 유전자의 발현을 유도한다. 종종, 자스몬산 또는 에틸렌(두 가지 모두 기체 호르몬)이 상처 입은 조직에서 방출되면, 인접한 식물도 이에 반응하여 피토알렉신을 생성한다. 식물 질병의 일반적인 질병 매개체인 초식동물에게 이러한 상처 반응 방향족 화합물은 식물이 더 이상 먹을 수 없다는 경고로 작용하는 것으로 보인다. 또한, "적의 적은 나의 친구"라는 옛말과 일치하여, 방향족 화합물은 식물 침입자의 천적에게 그들의 존재를 알릴 수 있다.

4. 최근 연구 및 인체에 대한 영향

마늘에서 식물 스트레스에 의해 유도되는 피토알렉신으로 처음 분리된 화합물인 알리신(3-하이드록시-5-메톡시-6-메틸-2-펜틸-4''H''-피란-4-온)은 γ-피론 골격 구조를 가진 비-황 함유 화합물이다.^[2] 이 화합물은 항산화, 항균, 항종양 촉진, 아플라톡신 B2의 DNA 결합 억제, 신경영양 효과와 같은 독특한 생물학적 특성을 갖는 것으로 나타났다.^[2]^[3]^[4] 알리신은 DMBA로 시작된 생쥐에서 TPA에 의한 피부 종양 형성을 억제하는 체내 항종양 촉진 효과를 보였다.^[3]

파이토알렉신 중에는 사람의 몸에 좋다고 여겨져 주목받는 것도 있다. 포도, 블루베리, 크랜베리 등의 베리류와 와인에 함유되어 있으며, 항암성 및 안티에이징 효과가 있다고 알려진 레스베라트롤이 그 한 예이다.^[18]

한편, 반대로 인체에 라텍스 알레르기 및 일부 식품 알레르기를 일으키는 물질도 파이토알렉신인 것으로 알려져 있다.^[19]

참조

_[1] 논문 Isolation of phytoalexin-deficient mutants of Arabidopsis thaliana and characterization of their interactions with bacterial pathogens
_[2] 논문 Allixin, a stress compound from garlic
_[3] 논문 Antitumor promoting activity of allixin, a stress compound produced by garlic
_[4] 논문 Effect of allixin, a phytoalexin produced by garlic, on mutagenesis, DNA-binding and metabolism of aflatoxin B1
_[5] 논문 The role of grape polyphenols on trans-resveratrol activity against ''Botrytis cinerea'' and of fungal laccase on the solubility of putative grape PR proteins https://www.sipav.or[...] 2011-01-22
_[6] 논문 Production of the phytoalexins trans-resveratrol and delta-viniferin in two economy-relevant grape cultivars upon infection with ''Botrytis cinerea'' in field conditions
_[7] 논문 Screening Analyses of Pinosylvin Stilbenes, Resin Acids and Lignans in Norwegian Conifers
_[8] 논문 Antibacterial and antifungal activity of pinosylvin, a constituent of pine
_[9] 웹사이트 Structure and Data for Sakuranetin (NSC 407228) http://home.ncifcrf.[...] 2012-04-13
_[10] 논문 Sakuranetin, a flavanone phytoalexin from ultraviolet-irradiated rice leaves
_[11] 논문 Differential Expression of Two Flavonoid 3'-Hydroxylase cDNAs Involved in Biosynthesis of Anthocyanin Pigments and 3-Deoxyanthocyanidin Phytoalexins in Sorghum https://academic.oup[...]
_[12] 웹사이트 Biosynthesis and regulation of 3-deoxyanthocyanidin phytoalexins induced during Sorghum-Colletotrichum interaction: Heterologous expression in maize. http://abstracts.asp[...]
_[13] 논문 Induction of 6-Methoxymellein and Resistance to Storage Pathogens in Carrot Slices by UV-C
_[14] 논문 Cell death, 6-methoxymellein accumulation, and induced resistance to ''Botrytis cinerea'' in carrot root slices
_[15] 논문 Isolation and antimicrobial activity of the phytoalexin 6-methoxymellein from cultured carrot cells
_[16] 논문 Danielone, a phytoalexin from papaya fruit
_[17] 논문 Inhibition of wood-rotting fungi by stilbenes and other polyphenols in ''Eucalyptus sideroxylon''
_[18] 논문 Erratum to: resveratrol and red wine, healthy heart and longevity 2011
_[19] 논문 The latex-fruit syndrome 2002

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