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마약중독치료제 및 항암제 후보물질 합성 성공

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마약중독치료제 및 항암제 후보물질 합성 성공

2018.11.15 14:12
픽사베이 제공

국내 연구진이 ‘큰바람개비꽃’의 일종인 ‘타베르나몬타나’라는 식물군에서 발견되는 마약중독치료제 후보물질을 인공적으로 합성하는데 성공했다. 신약후보 물질을 대량 합성하는 기술을 확보한 것이어서 관련 분야 의학기술 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

 

한순규 KAIST 화학과 교수팀은 공업원료로 흔히 쓰이는 ‘카타란틴’이라는 화합물을 이용해 7종의 천연물질과 동일성분의 물질을 새롭게 합성하는데 성공했다고 15일 밝혔다. 

 

현재 자연계에서 발견되는 많은 카타란틴 계열 천연물은 의학적, 산업적 효과를 확인하려는 연구가 이어지고 있다. 현재 항암제로 쓰이고 있는 ‘빈블라스틴’도 이같은 기법으로 개발된 것이다.

 

천연물을 그대로 흉내내 합성하는 ‘전합성(全合成)’ 기술은 여러 단계의 화학반응을 거쳐야 하므로 합성효율이 낮아지는 한계가 있었다. 연구진은 산화와 재배열을 통해 카타란틴의 구조를 변형시켜 고부가가치의 천연물과 같은 성분의 물질을 효율적으로 합성하는 방법을 개발했다.

 

연구진은 카타란틴이 타베르나몬타나에서 추출한 천연물 성분과 유사하다는 점에 착안했다. 그리고 카타란틴의 형질을 바꿔 ‘코노두신(conodusine)’ A·B,·C 세 종류의 물질과 ‘이보가(ibogamin)-19-ol’를 새롭게 합성했다. 


연구팀은 이보가 알칼로이드에서 자연적으로 파생되면서 분자적 재배열을 이룬 천연물군을 ‘포스트이보가’라고 규정하고, 그 계열의 물질 역시 합성하는데 성공했다. 다양한 효소의 작용을 통해 식물 내에서 이뤄지는 이보가 골격의 분자적 재배열을 화학적으로 구현하는 데 성공했다. ‘타버틴진(tabertinggine)’과 ‘보아틴진(voatinggine)’, 그리고 ‘디피닌(dippinine)B’ 등이다. 특히 디피닌B를 합성하는데 성공한 것은 이번이 세계적으로도 처음이다. 

 

연구진은 “디피닌 천연물군은 30년 이상 학계의 관심을 받아왔음에도 합성하지 못한 난공불락의 천연물로 여겨졌는데 우리가 이번에 최초로 합성에 성공했다”고 밝혔다.

 

연구진은 이번에 합성한 7종의 물질이 다양한 항암제 및 마약중독 치료제 후보물질이 될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 다양한 분야에 적용할 수 있는 새로운 합성방법을 확보한 만큼. 앞으로 다양한 천연물 성분 물질 합성에 성공할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 

 

한 교수는 “이번 연구는 알칼로이드 합성에 새로운 패러다임을 부여한 것으로, 다양한 항암제 및 마약중독 치료제 후보물질을 합성할 수 있는 원천기술을 확보했다는 데 의의가 있다”고 말했다.

 

이 연구 성과는 국제 학술지이자 셀의 자매지인 ‘켐’ 11월 15일 자에 게재됐다.

 

포스트이보가 알칼로이드의 합성전략 모식도. KAIST 제공
포스트이보가 알칼로이드의 합성전략 모식도. KAIST 제공

 

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