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[노벨상 2022] 암 표적 찾는 신약에 기여...'클릭화학' 연구자 3인 화학상(종합)

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[노벨상 2022] 암 표적 찾는 신약에 기여...'클릭화학' 연구자 3인 화학상(종합)

2022.10.05 20:06
5일(현지시간) 스웨덴 스톡홀름의 스웨덴 왕립 과학원에서 열린 기자회견에서 노벨 위원회가 2022 노벨 화학상 수상자를 발표하고 있다. 이번 노벨 화학상은 화학의 기능적 역할을 위해 초석을 놓았다고 평가받는 미국과 덴마크의 화학자 3명에게 시상됐다. (왼쪽부터) 2022 노벨화학상 공동수상자인 캐럴린 버토지(55) 미국 스탠포드대 교수, 모르텐 멜달(68) 덴마크 코펜하겐대 교수,  배리 샤플리스(81) 미국 스크립스연구소 연구교수. 연합뉴스 제공
5일(현지시간) 스웨덴 스톡홀름의 스웨덴 왕립 과학원에서 열린 기자회견에서 노벨 위원회가 2022 노벨 화학상 수상자를 발표하고 있다. 이번 노벨 화학상은 화학의 기능적 역할을 위해 초석을 놓았다고 평가받는 미국과 덴마크의 화학자 3명에게 시상됐다. (왼쪽부터) 2022 노벨화학상 공동수상자인 캐럴린 버토지(55) 미국 스탠퍼드대 교수, 모르텐 멜달(68) 덴마크 코펜하겐대 교수, 배리 샤플리스(81) 미국 스크립스연구소 연구교수. 연합뉴스 제공

2022년 노벨 화학상은 분자가 더 빠르고 효율적으로 결합되도록 하는 생물직교 화학과 클릭화학 분야의 기초를 마련한 화학자 3명에게 돌아갔다. 이들의 연구는 그간 어려웠던 분자간 결합을 손쉽게 만드는 방법을 제시했다는 평가를 받는다.

 

특히 신약의 독성을 평가하고 임상시험에서의 활용은 물론 항암제가 체내에서 표적을 찾아가 효능을 높일 수 있는 길을 열어 인류에 이바지했다는 분석이다.

 

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 캐롤린 버토지(55) 미국 스탠퍼드대 교수, 모르텐 멜달(68) 덴마크 코펜하겐대 교수, 배리 샤플리스(81) 미국 스크립스연구소 연구교수를 올해 노벨 화학상 수상자로 선정했다고 5일(현지시간) 발표했다.

 

2022 노벨화학상 수상자로 선정된 배리 샤플리스(81) 미국 스크립스연구소 연구교수. 노벨상위원회 제공
2022 노벨화학상 수상자로 선정된 배리 샤플리스(81) 미국 스크립스연구소 연구교수. 노벨상위원회 제공

노벨위원회는 "올해 화학상은 복잡한 문제를 쉽고 간단하게 풀 수 있도록 한 분야가 수상했다"며 "(클릭화학과 생물직교화학은) 매우 간단한 경로를 통해 분자가 결합해 기능할 수 있도록 한다"며 수상자 선정의 이유를 밝혔다.

 

샤플리스 교수와 멜달 교수는 분자가 효율적으로 결합되도록 하는 기능적 형태의 화학인 일명 클릭화학의 기초를 마련했다. 버토지 교수는 클릭화학을 유기체에 활용하는 '생물직교화학'으로 합성화학을 새로운 차원으로 끌어올렸다는 평가를 받는다.

 

화학자들은 오랫동안 점점 더 복잡한 분자를 만들고자 노력해 왔다. 제약 연구에서 이는 특정 의약 특성을 가진 천연 분자를 인위적으로 재창조하는 일과도 연관이 있다. 화학자들의 이런 노력은 훌륭한 분자를 만들어내는 성과로 이어졌지만 대부분 시간이 많이 걸리거나 생산하는 데 비용이 많이 들었다.

 

2022 노벨화학상 수상자로 선정된 모르텐 멜달(68) 덴마크 코펜하겐대 교수. 코펜하겐대 제공
2022 노벨화학상 수상자로 선정된 모르텐 멜달(68) 덴마크 코펜하겐대 교수. 코펜하겐대 제공

버토지 교수는 2000년경 원치 않는 부산물의 영향을 받지 않으면서 빠르고 단순하게 화학 결합을 만들어낼 수 있는 클릭화학의 개념을 만들었다. 멜달 교수와 샤플리스 교수는 구리를 촉매로 쓰면서 아자이드(Azide) 분자와 알카인(Alkyne) 분자를 반응시켜 트리아졸을 만드는 방법(CuAAC)을 선보이기도 했다.

 

"어떤 것도 붙일 수 있습니다!(You can click anyting!)". 화학자들이 클릭화학을 설명하는 문구다. 그만큼 어떤 분자도 쉽게 붙일 수 있다는 의미다. 이동환 서울대 화학부 교수는 "생각하는 모양 그대로 분자를 100%의 확률로 결합시킬 수 있는 효율적인 반응"이라고 설명했다. 김석희 서울대 화학부 교수는 "일반적인 화학 반응은 실험실에서 구현한 특정 환경에서만 선택적으로 일어나 생명체에서는 적용하기 어려웠는데 생체 분자가 많은 세포 환경에서도 촉매 없이 반응이 일어나도록 하는 방법을 찾아낸 것"이라고 말했다.

 

 2022 노벨화학상 수상자로 선정된 캐럴린 버토지(55) 미국 스탠포드대 교수. 스탠포드대 제공
2022 노벨화학상 수상자로 선정된 캐럴린 버토지(55) 미국 스탠포드대 교수. 스탠포드대 제공

클릭화학은 전 세계적으로 세포를 탐색하고 생물학적 기작을 찾아내는 데 활용된다. 생물직교반응도 임상 시험 중인 암 신약 등에 활용할 수 있다. 김석희 교수는 "일례로 항체 신약을 개발하려면 단백질인 항체와 유기물(화합물)을 연결시키는 과정이 필요한데 클릭화학으로 둘을 결합시켜 특정 암세포에 작용하는 신약을 개발할 수 있다"며 "이같은 방식으로 개발된 신약 중 미국 식품의약국(FDA)이 승인한 약물이 벌써 10개 남짓 있으며 신약 개발에 클릭화학을 직접 활용하는 사례는 점차 늘고 있다"고 말했다.

 

이들의 노벨상 수상은 어느정도 예견돼 왔다고 전문가들은 입을 모은다. 지난해 국제학술지 '네이처 화학'의 편집장인 스튜어트 켄트릴이 매년 트위터를 통해 진행하는 노벨 화학상 설문조사에서는 생물직교화학과 클릭화학 분야가 37.9%로 1위를 차지했다. 생물직교는 생리학적 환경에서 외부에서 투입된 물질만 선택적으로 반응하는 것을 뜻한다. DNA 합성이나 RNA 백신 기술 등이 여기에 포함된다. 

 

노벨상위원회 제공
노벨상위원회 제공

이번 노벨상 수상자 중 샤플리스 교수는 과학상 중 역대 4번째로 두 번 노벨상을 수상한 과학자에 이름을 올리게 됐다. 화학 분야에서는 1958년과 1980년 노벨 화학상을 수상한 프레데릭 생어에 이어 두 번째다. 샤플리스 교수는 2001년 카이랄성 촉매 반응 연구로 노요리 료지 일본 나고야대 석좌교수, 윌리엄 놀스 미국 몬산토사 전 연구원과 함께 노벨 화학상을 공동 수상한 데 이어 두 번째 노벨 화학상을 수상하는 영예를 안았다.

 

올해 노벨 화학상 수상자 3명은 1000만 스웨덴 크로나(약 12억9830만원)의 상금을 나눠 갖는다. 시상식은 알프레드 노벨의 기일인 12월 10일 스웨덴 스톡홀름에서 열리며, 올해에는 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19)으로 시상식이 비대면 개최되거나 축소됐던 2020년과 2021년 수상자까지 한자리에 모인다.

 

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