가시광선 쪼여 약물 골격 만든다

약물 제조. 게티이미지 제공

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 가시광선을 쪼여 약물을 구성하는 '뼈대'를 만드는 기술을 개발했다. 연구진은 새로운 합성 기술은 신약 개발이나, 기존 약의 부작용 개선하는 연구에 도움을 줄 수 있다고 전망했다.

울산과학기술원(UNIST)은 자연과학부 박철민 교수 연구팀이 가시광선과 광촉매를 이용해 탄소화합물인 '사이클로뷰텐'을 만드는데 성공했다고 11일 밝혔다.

약물은 나무 기둥과 같은 골격체와 화학적 성질을 가진 다양한 작용기가 붙어있는 구조를 갖는다. 사이클로뷰텐은 골격체 중 하나다.

연구팀이 개발한 사이클로뷰텐 합성법을 이용하면 작용기의 손상 없이 높은 효율로 약물을 합성 할 수 있다.

박철민 교수 연구팀은 낮은 에너지를 갖는 청색 가시광선과 이리듐 광촉매를 이용해 사이클로뷰텐 화합물을 합성했다. 이 방법을 이용해 작용기가 붙은 사이클로뷰텐 화합물을 최대 99%의 효율로 얻었다. 자외선에 의한 작용기 손상 때문에 첨가 할 수 있는 작용기 종류에 제한이 있었는데 그 문제 또한 극복했다.

청색광선(blue LED) 하에서 이리듐 (Ir)광촉매를 이용해 사이클로뷰텐과 1,3-다이엔의 합성법을 개발했다. 그림(a)의 알켄(오렌지구조)와 알카인(막대 3개)가 반응해 사각형 고리모양인 사이클로뷰텐이 합성되는 과정을 도식화했다. 이 때 알켄의 전자가 들뜬상태가 돼 반응이 시작된다. 그림(b)는 고리첨가 반응을 통해 합성된 사이클로뷰텐을 다시 광촉매와 가시광선을 이용한 고리열림 반응으로 1-3 다이엔이 합성되는 과정이다. UNIST 제공

연구팀은 이 기법을 이용해 실제 약물과 센서용 재료로 응용 가능한 '1,3 다이엔' 골격체도 합성했다. '1,3 다이엔' 골격체는 지혈작용을 하는 천연유래물 쿠마린을 만들 수 있다.

또 이 골격체를 이용해 중금속 등을 감지하는 '유기 형광 센서 재료'로 적합한 파이 시스템 화합물도 가능하다.

박철민 교수는 "이번 연구를 통해 각종 약물과 천연유래물질의 핵심 구조인 사이클로뷰텐의 새로운 합성 방법을 개발했다"며 "개발된 합성법을 이용하면 다양한 작용기를 갖는 사이클로뷰텐 골격체를 만들 수 있어 약물뿐만 아니라 각종 화학 제품 개발에도 사용 될 수 있을 것"이라고 기대했다.

이번 연구 결과는 지난 5월 19일 세계적 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 발표됐다.

[e-mail] 김만기 기자