**석신산**은 화학식이 (CH

## 물리적 특성
석신산은 흰색의 강한 신맛이 나는 냄새가 없는 고체이다. 수용액에서 석신산은 쉽게 이온화되어 짝염기인 석시네이트를 형성한다. 이양성자산인 석신산은 연속적인 2번의 탈양성자화 반응을 거친다.

이 과정에서 pK

작용기는 석시닐기(succinyl group)로 불린다.

대부분의 단순한 모노카복실산 및 다이카복실산처럼 석신산은 해롭지는 않지만, 피부와 눈에 자극을 줄 수 있다.

## 생산과 일반적인 반응

### 화학 반응
석신산은 푸마르산으로 산화되거나 다이에틸석시네이트(diethylsuccinate, (CH)와 같은 다이에스터로 전환될 수 있다. 이러한 다이에틸 에스터(diethyl ester)는 스토브 축합(Stobbe condensation) 반응의 기질이다. 석신산의 탈수는 석신산 무수물을 생성한다.

### 상업적인 생산
역사적으로 석신산은 호박으로부터 증류로 얻었으며, 호박의 영혼으로 알려져 왔다.

## 이용
2004년에 석신산은 미국 에너지부의 바이오매스로부터 얻은 상위 12개 화학물질 목록에 포함되었다.

### 고분자, 수지 및 용매의 전구물질
석신산은 일부 폴리에스터의 전구물질이며, 일부 알키드 수지의 구성 성분이다. 1,4-뷰테인다이올은 전구물질로 석신산을 사용하여 합성될 수 있다.

### 식품 첨가물 및 식이 보충제
식품 첨가물 및 식이 보충제로서 석신산은 미국 식품의약국에서 GRAS(Generally Recognized As Safe, 식품 첨가물에 대한 미국 식품의약국(FDA)의 합격증)로 인정되었다. 반대 이온으로 사용된다. 석신산을 포함하는 약물은 메토프롤롤 석시네이트(metoprolol succinate), 수마트립탄 석시네이트(sumatriptan succinate), 독실라민 석시네이트(doxylamine succinate), 솔리페나신 석시네이트(solifenacin succinate)를 포함한다.

## 생합성

### 시트르산 회로
석신산은 산소(O

석시닐-CoA + GDP(또는 ADP) + Pi → 석신산 + CoA + GTP(또는 ATP)

이어서 석신산 탈수소효소에 의해 석신산은 푸마르산으로 산화된다.

석신산 + FAD → 푸마르산 + FADH

석신산 탈수소효소는 미토콘드리아의 전자전달계와도 관련이 있으며, 복합체 II로도 알려져 있다. 복합체 II는 전자운반체인 FAD와 3개의 [2Fe-2S] 철-황 클러스터를 통해 석신산을 산화시키고 유비퀴논을 환원시키는 4개의 단백질 소단위체로 구성되어 있다. 따라서 석신산은 전자전달계에 직접적인 전자공여체로 작용하고, 석신산은 푸마르산으로 산화된다.

### 시트르산 회로의 환원적 분지
석신산은 석신산 탈수소효소의 역반응에 의해 형성될 수 있다. ''Actinobacillus succinogenes'', ''Anaerobiospirillum succiniciproducens'', ''Mannheimia succiniciproducens'' 와 같은 특정 세균들은 혐기성 조건에서 시트르산 회로를 역방향으로 작동시키고 포도당을 옥살아세트산 → 말산 → 푸마르산의 중간생성물을 통해 석신산으로 전환시킨다. 또한 당의 발효로 생성된 석신산은 발효주에 짠맛, 쓴맛, 신맛의 조합을 제공한다.

푸마르산의 축적은 석신산 탈수소효소의 역반응을 유도하여, 석신산의 생성을 증가시킬 수 있다. 병리적 및 생리적 조건 하에서 말산-아스파르트산 셔틀 또는 퓨린 뉴클레오타이드 회로는 미토콘드리아의 푸마르산 농도를 증가시킬 수 있으며, 이어서 푸마르산은 석신산으로 쉽게 전환될 수 있다.

### 글리옥실산 회로
석신산은 2분자의 2탄소 아세틸기(아세틸-CoA의)를 4탄소 석신산으로 전환하는 글리옥실산 회로의 생성물이다. 글리옥실산 회로는 많은 세균, 식물 및 곰팡이에 의해 이용되고, 이들 생물에서 아세트산 또는 아세틸-CoA 생성 화합물들이 존속되도록 한다. 글리옥실산 회로는 아이소시트르산을 석신산과 글리옥실산으로 분해하는 효소인 아이소시트르산 분해효소를 통해 시트르산 회로에서 일어나는 탈카복실화 단계를 회피할 수 있다. 생성된 석신산을 에너지 생성 또는 생합성에 이용될 수 있다.

### GABA 우회로
석신산은 γ-아미노뷰티르산 우회로(γ-aminobutyric acid (GABA) shunt)가 시트르산 회로로 재진입 지점으로 GABA 우회로는 GABA를 합성하고 재사용하는 폐쇄 회로이다.

## 세포에서 물질대사

### 대사 중간생성물
석신산은 미토콘드리아에서 생성되고, 농축되며, 주요 생물학적 기능은 대사 중간생성물이다.

### 활성산소의 생성
석신산을 푸마르산으로 상호전환시키는 석신산 탈수소효소의 활성은 전자전달계에서 전자전달에 참여함으로써 미토콘드리아에서 활성산소의 생성에 관여한다.

## 추가적인 생물학적 기능
석신산은 대사 작용 이외에 세포 내 및 세포 외 신호전달 분자 역할을 한다. 이와 같이 석신산은 시트르산 회로 기능 장애 또는 세포 사이의 연락 및 산화적 스트레스 관련 반응에 관련된 대사 변화를 연결시킨다.

### 석신산 운반체
석신산은 미토콘드리아 막 및 원형질막을 통과하기 위해 특이적인 운반체를 필요로 한다. 석신산은 주로 석신산-푸마르산/말산 운반체인 SLC25A10 (다이카복실산 운반체)를 통해 미토콘드리아 내막을 통과하여, 미토콘드리아 기질을 빠져나온다.

### 세포 외 신호전달
세포 외 석신산은 혈액 세포, 지방 조직, 면역 세포, 간, 심장, 망막 및 주로 콩팥과 같은 다양한 세포를 표적으로 하는 호르몬 유사 기능을 가진 신호 분자로 작용할 수 있다.

#### 지방세포에 미치는 영향
지방세포에서 석신산으로 활성화된 GPR91 신호전달 연쇄 반응은 지방 분해를 억제한다.

#### 간과 망막에 미치는 영향
석신산 신호전달은 종종 저산소 상태에서 반응하여 일어난다. 간에서 석신산은 산소가 결핍된 간세포에 의해 방출되는 파라크린(paracrine) 신호로 작용하여 GPR91을 통해 성상세포를 표적화한다.

#### 심장에 미치는 영향
세포 외 석신산은 GPR91 활성화를 통해 심장 근육세포의 생존 능력을 조절한다. 장기간 석신산에 노출되면 병리학적인 심장 근육세포의 비대를 초래한다.

#### 면역세포에 미치는 영향
SUCNR1은 석신산의 결합이 주화성을 자극하는 미성숙 수지상 세포에서 많이 발현된다.

#### 혈소판에 미치는 영향
SUCNR1은 혈소판에서 석신산의 신호전달 역할에 대한 논쟁이 있지만, 사람의 혈소판에서 P2Y

#### 콩팥에 미치는 영향
석신산은 GPR91을 통해 치밀반(macula densa)과 방사구체 세포(juxtaglomerular cell)에서 레닌 방출을 자극하여 혈압의 조절 인자로 작용한다. 심장 혈관 위험과 고혈압을 줄이기 위해 석신산을 대상으로한 치료법이 현재 연구 중이다.

### 세포 내 신호전달
푸마르산 또는 석신산의 축적은 경쟁적 저해를 통해 히스톤 및 DNA 디메틸레이스, 프롤릴 하이드록실레이스, 콜라겐 프롤릴 4-하이드록실레이스 및 α-케토글루타르산 의존적 다이옥시제네이스의 활성을 감소시킨다. 기질 산화와 동시에 α-케토글루타르산을 석신산과 CO 센터에 부착함으로써 α-케토글루타르산의 결합을 막아서 효소의 작용을 방해할 수 있다. 따라서 효소 저해를 통해 증가된 석신산의 부하는 전사 인자 활성의 변화와 히스톤 및 DNA 메틸화로 유전자 발현에 광범위한 변화를 초래할 수 있다.

#### 후성유전의 효과
석신산 및 푸마르산은 5-메틸사이토신 DNA 변형 효소(DNA modifying enzyme) 및 (히스톤-H3)-리신-36-디메틸레이스의 TET(ten-eleven translocation) 효소군을 억제한다.

#### 유전자 발현의 조절
프롤릴 하이드록실레이스의 석신산에 의한 억제는 전사 인자인 저산소증 유도인자(hypoxia inducible factor (HIF) 1α)를 안정화시킨다.

## 사람의 건강에서의 역할

### 염증
석신산을 포함하는 대사 신호전달은 선천적 면역 세포에서 HIF1-α 또는 GPR91 신호전달의 안정화를 통해 염증에 관여할 수 있다. 이러한 메커니즘을 통해 석신산의 축적은 염증성 사이토카인의 생성을 조절하는 것으로 나타났다. 따라서 석신산은 α-케토글루타르산 또는 GABA 우회로(GABA shunt)를 통해 증가된 글루타민 대사로부터 생성될 수 있다.

### 종양 형성
석신산은 암 유발 대사물질 중 하나로 석신산의 축적은 종양 형성과 관련된 대사성 및 비대사성 조절 장애를 유발한다.

### 허혈 재관류 손상
저산소 상태에서 석신산의 축적은 활성 산소 생산의 증가에 의한 허혈 재관류 손상(reperfusion injury)과 관련이 있다.