화학과 송충의 교수팀, 인공효소를 이용해 독성물질을 고부가치 의약품으로 전환 성공
- 자연과학대학
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- 2017-04-13
성균관대학교(총장 정규상)은 화학과 송충의 교수 연구팀이 생체 내에서의 해독 대사과정을 모티브로 하는 새로운 생체모방형 촉매시스템을 개발했다고 밝혔다.
인체 내에서 일어나는 다양한 대사작용 중, 세포독성이 매우 강한 메틸글라이옥살과 같은 각종 글라이옥살(알파-옥소알데히드)화합물들은 Glyoxalase Ⅰ과 Ⅱ 효소의 해독작용에 의해 인체에 무해한 락트산 (lactic acid)과 같은 알파-히드록시산으로 바뀌게 된다.
성균관대 화학과 송충의 교수팀은 Glyoxalase I 효소에 의해 촉진되는 헤미싸이오아세탈 (글라이옥살과 글루타싸이온에 의해 생성됨)의 비대칭 이성질화 반응에 주목하였고, 그에 힌트를 얻어 독성이 강한 글라이옥살 화합물들로부터 의약품 및 천연물 합성의 핵심물질로 여겨지는 키랄 α-hydroxythioester 화합물들을 높은 수득율과 높은 광학선택성으로 제조할 수 있는 획기적인 생체모방형 유기촉매 시스템을 개발해 세계적 권위의 과학전문지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 4월 4일 자에 발표했다.
송교수팀은 인공효소 시스템을 사용하여 많은 광학활성의약품(chiral drugs)의 핵심원료 및 항암활성, 진경효과 등 다양한 의약활성을 갖는 키랄 α-hydroxythioesters 및 알츠하이머 치료효과를 갖는 α-hydroxyamides 화합물을 성공적으로 제조함으로써 새로운 인공효소 시스템의 상업적 유용성까지 증명했다.
송교수는 “자연계의 해독효소반응을 모방한 생체모방형 기술로 의약품의 핵심원료로서 이용될 뿐만 아니라 다양한 의약활성을 갖는 키랄 화합물들을 합성할 수 있는 새로운 기술을 개발했다는 점에서 연구의 독창성이 있다.”면서 “산업적 적용이 가능한 첫번째 생체모방형 촉매반응으로서 향후 학계 및 산업계의 관련 연구에 새로운 패러다임을 제공할 것으로 기대된다.”고 말했다. 특히 송교수는 “노화나 각종 산화스트레스에 의해 글라이옥살 분해효소의 활성도가 감소되게 되어 몸속에 독성이 강한 글라이옥살이 축적되게 됨으로서 각종 질병을 야기하므로, 인공 글라이옥살 분해효소의 개발은 신약개발연구에 새로운 출발점을 제공할 수도 있을 것으로 조심스럽게 기대한다고 밝혔다.
송충의 교수팀은 관련 유기촉매 분야의 획기적인 연구결과를, 거의 매년 (2012년, 2013년, 2015년) ‘사이언스’ 지와 “네이처 커뮤니케이션스’지에 발표하고 있다.
논문제목 “Biomimetic Catalytic Transformation of Toxic α-Oxoaldehydes to High-Value Chiral α-Hydroxythioesters using Artificial Glyoxalase I” (제1저자 박상연, 제2저자 황인수, 제3저자 이현주, 교신저자 송충의).