블록 조립하듯 깔끔한 분자 합성…'클릭 화학'에 올해 최고 영예

(서울=연합뉴스) 문다영 기자 = 올해 노벨 화학상은 마치 블록을 조립하듯 두 분자를 합성하는 '클릭 화학'(click chemistry) 분야를 개척한 과학자들에게 돌아갔다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 5일 노벨화학상 수상자로 모르텐 멜달(68. 덴마크)과 K.배리 샤플리스(81. 미국), 캐럴린 R. 버토지(56. 미국)를 선정했다고 밝혔다.

'클릭 화학'이란 부산물을 발생시키지 않으면서 특정한 두 분자를 연결하는 합성 방식을 말한다.

열을 가하는 등 특정한 조건이 없어도 상온·상압에서 이러한 합성이 가능하다는 점에서 특히 획기적인 연구라는 평가를 받는다.

샤플리스 교수와 멜달 교수는 구리(Cu)를 촉매로 써서 아자이드(Azide) 분자와 알킨(Alkyne) 분자를 합성해 트리아졸을 만드는 방법(CuAAC)을 선보이며 '클릭 화학'이라는 분야를 학계에 선보였다.

이는 그간 화학계에서 발전시켜 온 합성방식과 비교해 매우 경제적인 방식이었다.

이동환 서울대 화학부 교수(생무기화학 전공)는 "클릭 화학의 장점은 단 하나의 원자도 허투루 남기지 않고 그대로 생성물이 되는 것"이라며 "부산물이 없이 완벽한 예측성을 가지고 (합성이) 진행된다"고 설명했다.

클릭 화학으로 트리아졸을 형성하는 모식도

버토지 교수는 클릭 반응이 살아있는 생명체 내에서도 이뤄질 수 있음을 보이면서 이들의 연구를 한층 발전시켰다. '생체직교 반응'(bioorthogonal reactions)이라고도 불리는 그의 방식은 촉매가 필요하지도 않았다.

버토지 교수는 세포 외부에 글리칸(glycan, 단당이 글리코시드결합으로 연결된 화합물)을 형성시킨 뒤 알킨과 클릭 반응을 일으켰다. 이때 알킨에 형광 물질을 달아 클릭 반응이 일어난 세포를 추적할 수 있음도 보여줬다.

그의 연구는 클릭 화학이 바이오산업 등에 사용될 수 있는 가능성을 열어줬다.

김석희 서울대 화학부 교수(효소·단백질 생화학 전공)는 그 예로 항체와 약물 분자를 서로 결합하는 'ADC'(Antibody-Drug Conjugate)라는 약물 전달기술을 들었다.

그는 "특이성 항체에 약물을 연결해 암 치료 등에 쓰려는 시도들이 있다"고 설명했다.

한편, 샤플리스 교수는 2001년에 이어 올해 두 번째 노벨상을 받았는데 두 수상 분야의 연관성은 없다고 전문가들은 설명했다.

이 교수는 "전혀 다른 종류의 화학"이라며 "샤플리스가 (학문에 대해) 갖는 소년과 같은 순수함이 20년의 간극을 두고 노벨상을 (다시) 받을 수 있게 된 것이 아닐까 한다"고 말했다.

zero@yna.co.kr

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