울산과학기술원 연구팀, 중간 매개 물질 필요 없어 독성 최소화
레이저 받으면 활성산소 발생해 암세포와 세균 없애
[아시아경제 김봉수 기자] 레이저 빛을 쬐면 암세포나 세균을 공격하는 물질이 개발됐다. 새로운 항암 치료, 식수·공기 살균과 같은 분야에 널리 쓰일 것으로 기대된다.
울산과학기술원(UNIST)은 화학과 권태혁·민승규 교수 연구팀이 친수성 생분해 고분자인 폴리글리세롤을 기반으로 한 광감각제(Photosensitizer)를 개발했다고 20일 밝혔다.
광감각제는 자신이 흡수한 레이저 빛으로 주변 산소를 활성산소로 바꾸는 물질이다. 활성산소의 강력한 산화력으로 암세포나 세균을 공격해 죽일 수 있다. 실제 실험에서, 광감각제를 넣고 레이저 빛을 쏘자 암세포와 세균의 성장 속도가 절반 이하로 줄어들었다.
연구팀은 활성산소 중에서도 산화력이 매우 강한 일중항 산소를 만드는 광감작제를 개발했다. 일중항 산소를 만드는 광감각제들은 중금속이 포함되거나 물에 잘 섞이지 못하게 하는 방향족 물질이 포함돼 있어 몸에도 해롭고 물을 기반으로 한 체액에도 잘 녹지 않는 문제가 있었다. 광감각제 분자 구조에 질소를 넣어 생체 친화 재료인 폴리글리세롤을 주 원료로 하는 광감각제(hyperbranched polyaminoglycerol, hPAG)를 만들었다. 질소가 산소와 광감각제간 거리를 좁힐 수 있는 강한 상호작용 힘을 유도해 광감각제의 전자가 산소로 옮겨가게 된다. 실제 시뮬레이션 결과 원자 3개 정도 거리에 해당하는 3?(옹스트롬, 10-10m) 이내로 거리가 좁혀지는 것이 확인됐다.
연구팀 관계자는 “일중항산소는 에너지 전달 경로로만 합성된다고 알려져 있던 것과 달리, 개발된 광감각제는 전자(electron) 전달 경로를 통해 산소를 일중항산소로 바꿀 수 있어서 에너지 전달 반응을 돕는 중금속이나 방향족 물질을 넣을 필요가 없다”고 설명했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지인 ‘미국 화학회 골드지 (JACS Au)’에 지난달 29일자 온라인 게재됐다.
김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr
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