DGIST, 신체 내 반응 효율 높여줄 생체모방물질 합성 성공

[이데일리 이연호 기자] DGIST는 신체 대사작용과 연관된 화학 반응의 효율을 높여줄 새로운 생체모방물질 합성에 성공했다고 8일 밝혔다. 합성에 성공한 물질이 특정 유기화합물의 산화반응을 일으키는 사실도 함께 발견해 향후 촉매 개발 분야에 긍정적인 영향을 줄 것으로 기대된다.

구리-하이드로퍼옥소 화합물에 의한 알데하이드 탈포밀화 반응 도식. 알데하이드 종과 구리-하이드로퍼옥소 종이 반응해 알데하이드 탈포밀화 반응을 보이며, 반응속도 결정단계로는 하이드로퍼옥소종의 산소 원자가 알데하이드의 탄소를 공격하며 반응이 진행된다. 연구진은 더 나아가 파라 위치의 탄소에 다양한 치환기를 가진 아실 클로라이드 유도체들을 사용해 친핵성 반응을 수행하는 것을 확인했다. 그림=DGIST.

DGIST에 따르면 신물질과학전공 조재흥 교수팀이 알데하이드의 탈포밀화 반응을 일으키는 생체모방물질인 ‘구리-하이드로퍼옥소 복합체’를 개발했다. 이때 탈포밀화 반응을 일으키는 기존 복합체들보다도 효율성이 높아 관련 연구 분야에서 많은 관심을 받고 있다는 설명이다.

‘탈포밀화 반응’은 알데하이드나 케톤 화합물 내 탄소와 산소가 이중으로 결합된 구조를 다른 형태로 이탈시키는 산화반응이다. 특히 성호르몬 성질을 지닌 스테로이드의 변환 반응을 조절하거나 지방의 환원과정 중 생성되는 지방 알데하이드를 탄화수소로 변환하는 등 여러 방면에서 중요한 화학반응을 조율하고 담당한다.

생체모방물질을 합성하기 위해서 연구팀은 산소분자에 전자와 양성자가 결합된 ‘하이드로퍼옥소’를 구리화합물에 결합시켰다. 이렇게 탄생한 ‘구리-하이드로퍼옥소 복합체’는 기존의 다른 물질보다도 탈포밀화 반응을 일으키는데 높은 효율을 자랑한다.

특히 구리-하이드로퍼옥소 복합체가 탈포밀화 반응에 직접적으로 관여한다는 사실을 확인한 건 이번이 처음이다. 이제껏 구리와 하드로퍼옥소를 합성한 복합체들을 반응 조절에 직접적으로 활용하기보단 그 복합체를 분해시켜 나오는 중간체를 활용해 관련 반응을 조절하는 것이 전부였기 때문이다.

DGIST 신물질과학전공 조재흥 교수는 “이번 연구를 통해 생체 내에서 중요한 역할을 하는 탈포밀화 반응에 관여하는 물질 연구의 범위를 넓혔다고 생각한다”며 “앞으로 탈포밀화 반응에 더 높은 효율성과 조절성을 갖는 물질이나 방법에 대한 연구를 계속해서 진행할 것”이라고 말했다.

이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 C1가스리파이너리사업, 기초연구사업(중견연구자), 자성기반 라이프케어 연구센터 사업의 지원으로 수행됐다. 네이처 자매지인 커뮤니케이션즈 케미스트리(Coummunications Chemistry)에 7월 18일 게재됐다.