신약 개발 돕는 새 화학기술… UNIST, 신약 합성 새 길 열었다

니켈 촉매로 말단 알카인에 선택적 수소 붕소화 합성법 개발

니켈 중간체 포착, 반응 경로도 규명… ACS Catal. 논문 게재

국내 연구진이 분자에 '연결고리' 역할을 하는 붕소를 원하는 위치에 붙이는 기술을 개발했다.

신약이나 첨단 소재를 만들 때 분자를 더욱 자유롭게 설계할 수 있게 될 전망이다.

복잡한 의약품은 작은 분자 조각들을 레고처럼 하나씩 이어 붙여 만들어진다.

이때 화학자들은 붕소가 붙은 분자를 다른 조각과 연결하는 '손잡이'처럼 활용한다. 그런데 지금까지는 이 손잡이를 붙일 수 있는 위치가 제한적이어서 다양한 구조의 신약을 만드는 데 한계가 있었다.

UNIST 화학과 홍성유 교수와 얀우브 로드(Jan-Uwe Rohde) 교수 연구팀은 이런 한계를 극복할 수 있는 새로운 화학 합성법을 개발했다고 14일 전했다.

연구진, (좌측부터) 홍성유 교수, 로드 얀우브 교수, 이정우 연구원, 김건하 연구원, 정서영 연구원. UNIST 제공

이번 연구에는 이정우, 김건하, 정서영 연구원이 제1저자로 참여했다.

연구팀은 니켈 촉매를 이용해 붕소를 분자의 원하는 위치에 붙이는 데 성공했다. 기존 방법은 붕소가 주로 분자 끝부분에 붙었지만, 이번 기술은 분자 안쪽에도 선택적으로 붙일 수 있는 것이 특징이다.

쉽게 말해 원하는 위치에 새로운 연결고리를 만들 수 있게 된 셈이다.

연구팀은 이 기술을 항암제 합성 과정에 적용하고, 기존 약물 구조를 변형한 새로운 화합물도 만들어 기술의 활용 가능성을 확인했다.

또 반응 과정에서 니켈이 잠시 붕소 자리를 대신 맡고 있다가 붕소와 교체되는 과정을 직접 관찰해 반응 원리까지 밝혀냈다.

홍성유 교수는 "값비싼 귀금속 대신 저렴한 니켈을 이용해 원하는 위치에 붕소를 붙일 수 있음을 보여준 연구"라며 "신약 후보물질과 기능성 소재 개발의 선택지를 넓히는 데 도움이 될 것"이라고 말했다.

연구그림, 니켈 촉매 수소붕소화 반응 경로.

이번 연구 결과는 촉매화학 분야 세계적 권위의 국제학술지인 에이씨에스 카탈리시스(ACS Catalysis)에 4월 17일 출판됐다.

연구 수행은 한국연구재단의 집단연구 ERC과제 (미세플라스틱 대응 화공·바이오 융합 공정 연구센터)와 개인기초연구사업 지원을 받아 이뤄졌다.

영남취재본부 김수로 기자 relationship6007@asiae.co.kr