나이트릴과 반응하는 생체모방물질 합성 성공

국내 연구진이 '나이트릴'과 반응하는 생체모방물질을 만드는데 성공했다. 탄소와 질수로 이루어진 나이트릴은 여러가지 화합물을 만드는 재료로 활용되는 만큼 이번 연구는 향후 신약개발 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.
조재흥 대구경북과기원(DGIST) 신물질과학전공 교수 연구진은 나이트릴과 반응하는 생체모방물질인 '금속-활성산소 종(코발트-퍼옥소 종)'을 처음으로 합성했다고 28일 밝혔다. 나이트릴은 탄소(C)와 질소(N)의 삼중결합으로 이루어진 유기화합물의 일종이다. 화학적으로 기능이 다양해 화합물을 합성하는데 있어 재료가 되는 물질로서 활용된다.
사람 몸에는 다양한 금속 효소들이 존재한다. 금속 효소는 활성산소와 만나 금속활성산소 종을 형성하여 생체 내 물질의 합성 및 분해 작용과 약물 대사 작용을 관여한다. 따라서 많은 연구진이 금속활성산소를 모방한 물질을 합성하여 생체 내 효소 반응을 연구하고 있다. 하지만 기존에는 나이트릴과 반응하는 금속활성산소 종이 없었다.
연구진은 금속인 코발트 화합물에 산화제를 이용하여 합성한 코발트-퍼옥소 종이 상온·상압의 조건에서 나이트릴과 반응하는 것을 확인했다. 연구진에 따르면 이는 금속-활성산소 종이 나이트릴과 반응하는 것을 처음으로 확인한 것이다. 조 교수는 "특히 코발트-퍼옥스 종이 나이트릴과 반응하여 생성된 합성물인 하이드록시메이토코발트 화합물은 향후 '프로드러그(생체 내 효소반응 또는 화학반응으로 약효가 나타나는 물질)로 발전할 수 있다"며 "하이드록시메이토코발트 화합물이 생체 내 환원에 의해 코발트 상태가 되면 암세포에서 많이 발현되는 특정 효소를 억제할 수 있기 때문"이라고 설명했다.
나이트릴은 식물 호르몬이나 화합물의 합성에서 중요한 역할을 한다. 반면 제초제에 포함된 나이트릴 작용기를 갖는 화합물들은 농업 폐기물 등에 남아 환경에 피해를 주기도 한다. 조 교수는 "이번 연구는 금속-활성산소 종의 새로운 반응성을 보여주는 것으로 앞으로 나이트릴을 활성화 할 수 있는 촉매 개발에 기여할 것으로 기대한다"며 "합성을 통한 생성물은 항암 프로드러그로서의 개발도 기대할 수 있다"고 덧붙였다. 연구결과는 국제학술지인 '미국화학회지' 16일자에 게재됐다.
[원호섭 기자]