"분자합성을 레고 블록처럼"…클릭화학 활용 항암 표적치료 등 개선 '노벨화학상' 영예

특정 성질을 가진 작은 분자들을 마치 레고 블록처럼 쌓아 연결하는 ‘클릭 화학’의 이론과 기술을 개척한 세 과학자가 노벨 화학상을 받았다. 컴퓨터 클릭하듯 신물질을 비교적 빨리 만들 수 있는 이 ‘클릭 화학’ 기술을 활용하면 항암제 등 신약과 신물질을 쉽고 간단한 물질로 합성할 수 있다. 기존에 많은 화학자가 복잡하고 특별한 기능을 가진 신물질을 합성하기 위해 노력해온 것에 비해 시간과 비용을 줄일 수 있게 된다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 올해 노벨 화학상 수상자로 분자 구성 단위들을 빠르고 효율적으로 결합시키는 ‘클릭 화학’ 기술을 연구한 캐럴린 버토지(56) 미국 스탠퍼드대 교수, 모르텐 멜달(68) 덴마크 코펜하겐대 교수, 배리 샤플리스(81) 미국 스크립스연구소 교수를 공동 선정했다. 이들은 ‘클릭 화학’과 ‘생체 직교 반응(bioorthogonal reactions)’ 발전에 기여한 공을 인정받았다.





이 중 샤플리스 교수는 2001년에도 ‘카이랄성 촉매 산화 반응 연구’로 노벨 화학상을 받은 바 있다. 사상 다섯 번째로 노벨상을 두 번 받게 된 것이다. 그는 클릭 화학의 기본 개념인 ‘친핵성 고리 개환 반응’ ‘고리화 첨가 반응’ 등을 선보였다. 고혈압, 심장 질환 치료제 등으로 쓰이는 신물질도 개발했다. 나아가 멜달 교수는 클릭 화학 이론을 고도화했다. 2002년에 그가 발견한 ‘구리 촉매 아지드-알킨 고리화 첨가’ 반응을 활용하면 다양한 성질을 가진 분자구조 블록 사이에 원자들이 한 쌍 이상의 전자를 함께 공유할 수 있게 된다. 이는 신물질과 의약품 개발, 게놈 지도 작성 등에 응용된다. 그는 샤플리스 교수와 함께 의약품 개발과 DNA 매핑에 적합한 물질을 만들 수 있는 효율적 화학반응을 개발했다. 버토지 교수는 클릭 화학 반응을 미생물 같은 생명체에서 구현했다. 세포 표면의 생체분자인 ‘글리칸’을 측정할 수 있는 기술, 즉 ‘생체 직교 반응’을 내놓아 항암제 성능 개선에 활용되도록 했다.

노벨위원회는 “이들이 개발한 반응들은 현재 전 세계적으로 세포를 탐구하고 생물학적 과정을 추적하는 데 사용되고 있다”며 “과학자들이 생물 직교 반응을 활용해 현재 임상 시험이 진행 중인 표적 암 치료제를 개선하고 있다”고 설명했다.

노벨위원회는 이들에게 1000만 스웨덴크로나(약 13억 4400만 원)의 상금을 3등분해 지급한다. 앞서 3일에는 생리의학상 수상자로 스반테 페보(스웨덴), 4일에는 물리학상 수상자로 알랭 아스페(프랑스), 존 F 클라우저(미국), 안톤 차일링거(오스트리아)를 선정했다. 노벨위원회는 6일 문학상, 7일 평화상, 10일 경제학상 수상자를 발표한다. 시상식은 알프레드 노벨의 기일인 12월 10일 스웨덴 스톡홀름(평화상만 노르웨이 오슬로)에서 열린다.