KAIST(총장 이광형) 학부생이 연구를 통해 세계 최초로 세큐린진 G의 천연물 전합성에 성공해 항암치료에 청신호가 켜졌다. 

천연물 전합성은 쉽게 구할 수 있는 시작 물질로부터 여러 단계의 화학반응을 통해 자연에 존재하는 천연물을 합성하는 연구 분야다. 

KAIST(총장 이광형)는 "화학과 윤태식 학부생이 제1 저자로 참여하고(연구 지도교수 한순규) 그의 대학원생 멘토인 김태완 대학원생이 공동 저자로 참여한 세큐린진 G 전합성 논문이 국제학술지에 게재됐다"고 7일 밝혔다. 

연구팀에 따르면 간단한 화합물에서는 잘 진행되는 반응도 복잡한 구조의 천연물에 도달하는 과정의 전구체에서는 잘 진행되지 않는 경우가 많다. 

이에 천연물 합성 연구는 고도의 창의력과 화학적 문제해결 능력이 필요하다. 또 학부생이 주도적으로 천연물 전합성 연구를 진행하는 것은 쉽지 않다. 

이번에 세계 최초로 전합성에 성공한 천연물 세큐린진 G는 '세큐리네가' 천연물군 중 유일하게 '피리딘 헤테로고리'를 포함하는 물질이다. 

세큐리네가 알칼로이드는 항암제, 퇴행성 신경질환 치료제, 마약중독 치료제 등으로 개발될 가능성이 높아 60년 이상 합성학계의 주목을 받았다. 

피리딘 헤테로고리는 신약 개발에 있어 중요한 역할을 한다. 실제 지난 2023년 세계적으로 가장 많이 팔린 저분자 약 200종을 조사한 결과, 그 중 20%가 피리딘 헤테로고리를 포함했다. 

연구팀의 세큐린진 G 합성 시도에서 핵심은 어떻게 '메니스다우릴라이드'와 피리딘 헤테로고리 사이의 탄소-탄소 결합을 입체 선택적으로 연결하는지였다. 

메니스다우릴라이드는 광대싸리나무에서 세큐리네가 천연물을 생합성하는 데 쓰이는 핵심 전구체다. 

연구진은 기존에 염기성이 높아 원하는 결합은 이뤄지지 않은 점을 착안했다. 

그 결과 새로운 희토류 기반 교환 시약을 개발해 염기성 조건에서 문제가 된 부반응을 억제하고 핵심이 되는 탄소-탄소 결합을 성공적으로 형성했다.

연구팀은 "합성된 레큐린진 G를 이용해 해당 천연물의 생합성과 약리 활성에 관한 추가 연구를 진행하겠다"고 밝혔다. 

한편, 이번 연구는 영국 왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발간하는 '케미칼 커뮤니케이션즈'에 5월 23일자로 실렸다. 

이슬비 기자 (sbl@dailymedi.com) 기자의 다른기사보기