암세포만 골라 죽이는 '항암 전구체(前驅體·Precursor)' 물질을 만드는 새로운 방법이 울산과학기술원 연구팀에 의해 발견됐다.
이론에만 존재하던 방법을 실험적으로 처음 입증했고, '항암 전구체'가 생체에 미치는 연구를 통한 신약 개발 등에 활용될 것으로 울산과기원은 전망했다.
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▲ 울산과기원 연구팀이 기념촬영을 하고 있다. 아랫줄 오른쪽부터 조재흥 교수, 제1저자 손영진·정동현 연구원 [울산과학기술원 제공] |
UNIST는 화학과 조재흥 교수팀이 금속-활성산소 종과 '나이트릴'의 반응이 항암 전구체 후보 물질로 꼽히는 하이드록시메이토 코발트(III) 합성에 관여한다는 사실을 입증했다고 23일 밝혔다.
값비싼 중금속이 활용됐던 기존 연구에 비해 경제적인 금속을 활용할 수 있고, 낮은 온도에서 반응시킬 수 있다고 그 의미를 설명했다..
'나이트릴'은 의약품·농약 등에 사용되는 화합물로, 합성하기 어려운 물질이다. 연구팀은 이번 연구에서 ‘나이트릴’과 금속-활성산소 종인 ‘코발트-하이드로퍼옥소 종’이 반응해 퍼옥시이미데이토 코발트(III)가 합성됨을 확인했다. 지난 2021년에 퍼옥시이미데이토 코발트(III)가 하이드록시메이토 코발트(III)를 생성하는 화학 반응의 중간 단계에서 만들어지는 물질임을 밝힌 바 있다.
이번 연구에서 코발트-하이드로퍼옥소라는 새로운 종을 활용해 퍼옥시이미데이토 코발트(III)를 합성했다. 연구팀은 하이드로퍼옥소가 나이트릴을 친핵성 공격하면서 반응이 진행됨을 처음으로 밝혔다. 나아가 퍼옥시이미데이토 코발트(III)에 염기를 넣으면 하이드록시메이토 코발트(III)로 변해 ‘항암전구체’를 합성할 수 있다는 것을 확인했다.
연구팀은 특히 금속-하이드로퍼옥소 종의 염기도에 대한 중요성을 강조했다. 실제로 나이트릴과 반응하지 않았던 코발트-하이드로퍼옥소 종과 결합된 원자들의 집합을 조절해 염기도를 높였고, 이를 통해 저온에서도 빠르게 반응할 수 있음을 파악했다.
연구팀은 컴퓨터 연산 능력을 활용해 화학의 해석적 방법을 구현하는 계산화학에 대한 모의실험을 진행했다. 결합된 원자 집합의 변화가 코발트-하이드로퍼옥소 종의 구조에 미치는 영향 또한 분석해 다시 한 번 염기도의 중요성을 확인했다.
조재흥 교수는 “이번 연구는 금속-활성산소 종이 나이트릴을 활성화하는 작용 원리를 규명한 연구로, 앞으로 나이트릴을 활성화할 수 있는 촉매 개발에 기초가 될 것”이라며 “향후 생화학과 신약 개발 연구 등에도 기여할 수 있을 것”이라고 전망했다.
이번 연구는 조재흥 교수가 교신저자로, 손영진 연구원이 제 1저자로 참여했다. 연구결과는 화학분야 저명 국제학술지인 ‘미국화학회 골드지(JACS Au)’에 10월 31일자로 온라인 게재됐다.
연구 수행은 한국연구재단이 주관하는 과학기술정보통신부·산업통상자원부·보건복지부의 지원으로 이뤄졌다.
KPI뉴스 / 최재호 기자 choijh1992@kpinews.kr
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