성균관대, 복잡한 의약품 구조 만드는 새 촉매기술 개발

[이데일리 김응열 기자] 성균관대 연구진이 값비싼 출발물질(원료의약품 제조에 사용되는 기본 재료) 없이도 신약 개발에 활용되는 복잡한 입체 분자 구조를 정교하게 합성하는 촉매 기술을 개발했다. 신약 후보물질을 보다 빠르고 효율적으로 합성하는 데 활용될 것으로 기대된다.

(왼쪽부터)성균관대의 류도현 교수, 이호성 연구원, 김동규 연구원. (사진=성균관대)

성균관대는 류도현 화학과 교수 연구팀이 천연물과 의약품에 자주 쓰이는 복잡한 고리 모양의 분자 구조를 정교하게 만들어내는 새로운 촉매반응 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

이번 연구에서 연구팀이 합성한 ‘테트라하이드로퓨란’은 산소 원자 1개를 포함한 5각형 형태의 화학 구조다. 이 구조는 신약 후보물질이나 자연계 천연물에서 자주 발견되는 핵심 골격이다. 원자들이 어떤 입체 방향으로 결합해 있는지에 따라 약효나 인체 내 반응이 달라진다.

화학 분자는 구성 원자가 같더라도 공간상 배열 방향에 따라 전혀 다른 성질을 나타낸다. 이에 의약품을 만들 때는 원하는 입체 구조만 정확하게 골라 합성하는 기술이 필수적이다. 하지만 여러 개의 입체 방향을 동시에 정교하게 조절하는 것은 화학계의 오랜 난제로 꼽혀왔다.

기존에는 이러한 복잡한 구조를 만들기 위해 처음부터 입체 구조가 정해진 출발물질을 썼다. 다만 입체 구조가 정해진 출발물질은 비싸고 다루기 힘들었다.

이에 연구팀은 특정 방향의 반응을 유도하는 ‘카이랄 루이스 산 촉매’를 도입했고 입체 구조가 없는 평범하고 단순한 물질로부터 원하는 입체 방향만을 선택적으로 만들어내는 데 성공했다.

이를 통해 만든 생성물은 추가적인 화학 과정을 거쳐 더욱 복잡하고 유용한 구조로 변환될 수 있다. 실제 연구팀은 이 기술을 적용해 강력한 항암 효과를 가진 천연물 ‘알소락톤’의 핵심 중간체를 성공적으로 합성했다.

류 교수는 “이번 연구를 통해 입체 구조가 없는 단순한 재료에서 복잡한 의약품 골격을 만들 새로운 길을 제시했다”며 “향후 다양한 질병을 치료하는 신약 후보물질을 훨씬 빠르고 효율적으로 합성하는 데 기여할 것”이라고 말했다.