화합물 광학 활성 분석 기술…신약 개발에 청신호

카이스트 연구팀 개발

▲신약개발 등에 응용할 수 있는 화합물의 광학 활성 분석 기술이 개발됐다.[사진제공=카이스트]

[아시아경제 정종오 기자] 화합물의 광학 활성 분석 기술이 개발됐다. 물질의 광학 활성이 어떻게 이뤄지는 지 한 눈에 파악할 수 있다. 이 기술을 응용하면 신약 개발 등에 활용할 수 있어 관심을 모으고 있다.

카이스트(KAIST, 총장 강성모) 화학과 김현우 교수 연구팀이 핵자기공명 분광분석기(NMR)를 통해 전하를 띠는 화합물의 광학 활성을 간단히 분석할 수 있는 기술을 선보였다.

같은 물질인데 거울상 대칭이 되는 화합물을 광학 이성질체라고 한다. 지구상의 생명체를 이루는 아미노산과 당은 하나의 광학 이성질체로 이뤄져 있어 새로운 화합물이 생체에 들어갈 때 광학 활성에 따라 서로 다른 생리학적 특징을 나타낸다. 신약을 개발할 때 광학 활성을 조절하고 분석하는 연구는 필수적이다.

광학 활성의 분석 방법으로 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)가 주로 사용되는데 고가의 부품을 구비해야 하고 30분에서 1시간 정도의 시간이 소요되는 단점이 있다. 또 신호의 감도와 분해 기능이 떨어지고 사용할 수 있는 용매가 무극성에 한정되는 점 때문에 활용에 한계가 있었다.

반면 화합물의 분자 구조 분석에 활용되는 핵자기공명(NMR) 분광 분석기는 1~5분 정도의 빠른 분석속도를 갖고 있다. 화학 분야에서 분자의 구조를 확인하기 위한 필수 장비이기 때문에 대부분의 연구실에서 구비된 상태다. 이 핵자기공명 분광 분석기를 통해 광학 활성 화합물의 신호를 분리하는 효과적인 방법은 보고되지 않았다.

연구팀은 기존에 알려지지 않은 음전하를 띠는 금속 화합물과 핵자기공명 분광 분석기를 이용해 분석 방법을 개발했다. 음전하를 띤 금속 화합물이 양전하와 음전하를 갖는 광학활성 화합물과 이온성 결합을 하면 핵자기공명 분광 분석기를 통해 신호가 구별돼 광학 활성을 분석할 수 있는 원리이다.

이 방법을 사용하면 구조적 제약 없이 다양한 화합물을 분석할 수 있고 비극성과 극성 용매에 모두 적용 가능하다는 장점을 갖는다. 연구팀은 다양한 신약과 신약후보 물질들은 전하를 띨 수 있는 작용기를 포함한 경우가 많아 연구팀의 새로운 분석 방법이 신약 개발에 직접적으로 활용 가능할 것으로 기대된다고 밝혔다.

김 교수는 "간단한 화학적 원리를 통해 기존의 틀을 깨는 혁신적 분석방법을 만들었다"며 "이 방법이 신약개발에 많이 활용되길 기대한다"고 말했다. 이번 연구에는 카이스트 화학과 서민섭 박사과정(1저자) 등이 참여했다.