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환경오염과 암 문제 한번에 해결하는 화합물 합성

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환경오염과 암 문제 한번에 해결하는 화합물 합성

2017.08.28 17:05
나이트릴 활성화 반응 도식. - DGIST 제공
나이트릴 활성화 반응 도식. - DGIST 제공

국내 연구진이 ‘환경오염’과 ‘암’이라는 두 가지 문제를 모두 해결할 수 있는 화합물 제조에 성공했다. 제초제에 포함된 ‘나이트릴 화합물’을 분해하는 생체모방 물질을 세계 최초로 합성했다.

 

조재흥 대구경북과학기술원(DGIST) 교수팀은 상온·상압의 조건에서 나이트릴과 반응하는 ‘금속-활성산소 종’을 처음으로 합성했다고 28일 밝혔다. 금속-활성산소 종은 체내의 다양한 금속 효소가 산소 활성화를 통해 형성된 화합물이다.

 

나이트릴은 식물 호르몬이나 화합물의 합성에 중요한 역할을 한다. 하지만 제초제에 포함된 경우엔 농업 폐기물 등에 남아 환경에 피해를 주기도 한다. 탄소와 질소가 삼중 결합으로 이뤄진 형태의 나이트릴은 결합력이 높아 강한 산이나 염기, 고온 상황에서만 반응을 일으킬 수 있었다. 자연히 나이트릴 분해 물질을 만들기도 어렵다.

 

연구진은 코발트에 산화제를 이용해 합성한 ‘코발트-퍼옥소 종’이 상온·상압의 조건에서 나이트릴과 반응하는 것을 확인했다. 퍼옥스는 산소 분자에 전자 2개가 추가된 활성 산소다. 나이트릴과 반응하는 금속-활성산소 종을 처음으로 발견한 것이다.

 

연구진은 코발트-퍼옥스 종과 나이트릴의 반응으로 생성된 합성물 ‘하이드록시메이토코발트’가 생체 내에서 환원이 되면 암세포에서 많이 발현되는 ‘기질금속단백질분해효소’를 억제할 수 있다는 점도 확인했다.

 

조 교수는 “개발한 생체모방 물질은 그 자체로는 약물 활성이 없으나, 생체 내 특정 효소에 반응할 경우 항암 효과가 나타나는 ‘프로드러그’ (prodrug)로 사용할 수 있다”고 말했다.

 

이 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘미국화학회지(JACS)’ 16일자에 실렸다.

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