복잡한 약물 쉽게 재설계→신약 개발 속도 [지금은 과학]

IBS 연구팀, 새로운 합성법 제시 [아이뉴스24 정종오 기자] 의약품 등에 가장 흔히 쓰이는 피리딘 화합물을 손쉽게 바꿔 쓸 수 있는 합성법이 개발됐다. 복잡한 구조에도 쉽게 적용할 수 있어 다양한 신약 후보 물질 탐색의 효율성과 성공 가능성을 크게 높일 것으로 기대된다.과학기술정보통신부(부총리 겸 과학기술정보통신부 장관 배경훈)는 기초과학연구원(원장 장석복, IBS) 분자활성 촉매반응 연구단 홍승우 단장직무대행(KAIST 화학과 교수) 연구팀이 피리딘 구조 내 질소의 위치 변경(원하는 위치에 새 질소를 넣고 기존 질소는 제거) 방식으로 주변 치환기의 상대적 위치를 조절하는 ‘질소 원자 전위(N-atom transposition)’ 합성법을 개발했다고 18일 발표했다.치환기(Substituent)란 분자의 기본 골격에 붙어 분자의 화학적·물리적 성질 등에 영향을 주는 원자 또는 원자단을 말한다.국내 연구팀이 복잡한 약물을 쉽게 재설계하는 방법을 알아냈다. 신약 개발에 속도가 붙을 것으로 기대된다. [사진=IBS]피리딘(Pyridine)은 탄소(C) 원자 5개와 질소(N) 원자 1개로 구성된 육각형 고리 구조를 띠며 의약품 등 다양한 화학물질의 기본 골격으로 널리 활용된다. 피리딘은 같은 구성의 치환기가 붙어 있더라도 질소와 치환기의 상대적 위치에 따라 분자의 물리화학적 성질(용해, 흡수, 투과, 결합 등)과 생물학적 활성(약효)이 크게 달라지는 특성을 가진다. 신약 개발에서는 질소의 위치 관계만 조금씩 다른 이성질체를 만들어 기능을 비교하는 과정이 필수적이다.기존에는 피리딘 고리에 붙은 치환기가 위치를 바꾸기 어려운 고정된 요소로 여겨졌다. 이 때문에 원하는 배치의 이성질체를 얻으려면 각각에 맞는 출발 물질과 합성 경로를 설계해 처음부터 따로 만들어야 했다.완성된 분자에서 치환기만 다른 자리로 옮기는 방법도 시도됐는데 치환기의 종류에 따라 반응 조건이 달라져 여러 치환기가 결합된 복잡한 분자에 적용하기는 사실상 불가능에 가까웠다.연구팀은 치환기를 하나씩 옮기는 대신 기준점인 질소의 자리를 바꾸는 역발상으로 이 문제를 해결했다. 치환기는 그대로 둔 채 질소의 위치를 바꿔 질소를 기준으로 여러 치환기의 위치 관계를 한꺼번에 변화시킨 것이다.이를 위해 연구팀은 외부의 질소 공급원으로부터 새로운 질소를 고리에 삽입한 뒤 기존 질소를 제거하는 방법을 고안했다. 이 과정에서 기존 6원자 고리가 일시적으로 7원자 고리로 ...