올해 노벨 화학상은 마치 블록을 조립하듯 분자를 합성하는 ‘클릭 화학’(click chemistry) 분야를 개척한 과학자들에게 돌아갔다.
스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 5일 노벨화학상 수상자로 모르텐 멜달(68·덴마크)과 배리 샤플리스(81·미국), 캐럴린 버토지(56·미국)를 선정했다고 밝혔다. 샤플리스 미 스크립연구소 연구원은 2001년에 이어 올해 두 번째 노벨상을 받았다.
‘클릭 화학’이란 부산물을 발생시키지 않으면서 특정한 두 분자를 연결하는 합성 방식을 말한다. 열을 가하는 등 특정한 조건이 없어도 상온·상압에서 이러한 합성이 가능하다는 점에서 특히 획기적인 연구라는 평가를 받는다. 또 의약품 독성 분석의 효과성과 항암제의 표적 적중률 등을 높이는 등 인류에 기여한 바가 크다는 의견도 나온다.
샤플리스 박사와 멜달 덴마크 코펜하겐대 교수는 구리(Cu)를 촉매로 써서 아자이드(Azide) 분자와 알킨(Alkyne) 분자를 합성해 트리아졸을 만드는 방법(CuAAC)을 선보이며 ‘클릭 화학’이라는 분야를 학계에 선보였다. 이는 그간 화학계에서 발전시켜 온 합성방식과 비교해 매우 경제적인 방식으로, 높은 예측성을 가진다는 장점이 있었다.
버토지 미 스탠퍼드대 교수는 클릭 반응이 살아있는 생명체 내에서도 이뤄질 수 있음을 보이면서 이들의 연구를 한층 발전시켰다. ‘생체직교 반응’(bioorthogonal reactions)이라고도 불리는 그의 방식은 촉매가 필요하지 않았다.
버토지 교수는 세포 외부에 글리칸(glycan, 단당이 글리코시드결합으로 연결된 화합물)을 형성시킨 뒤 알킨과 클릭 반응을 일으켰다. 이때 알킨에 형광 물질을 달아 클릭 반응이 일어난 세포를 추적할 수 있음도 보여줬다. 그의 연구는 클릭 화학이 암 치료를 비롯해 바이오 산업 등에 사용될 수 있는 가능성을 열어줬다.
샤플리스 박사는 2001년엔 의약물질 등 특수구조 화합물 합성이 가능한 광학활성 촉매와 그 반응법을 개발한 공로를 인정 받아 노벨 화학상을 수상한 바 있다. 두 차례 수상은 100여년에 걸친 전체 노벨상의 역사에 비춰봐도 ‘퀴리 부인’ 마리 퀴리를 비롯해 5명밖에 이루지 못한 업적이다.
다른 수상자인 버토지 스탠퍼드대 교수는 수상 소식을 접한 뒤 “숨을 쉴 수 없었다”며 감격했다. 그는 자신의 연구 성과에 대해 “우리가 존재하는지 알지 못했던 새로운 종류의 분자들을 발견하는데 쓰인다”며 “약들이 올바르게 쓰일 수 있도록 과학자들이 환자들 안에 존재하는 화학을 하는 것”을 의미한다고 밝혔다.
멜달 교수는 이날 발표 30분쯤 전 스웨덴 왕립과학원 노벨위원회로부터 수상 소식과 함께 ‘절대 발설하지 말라’는 당부를 받았다고 한다. 그는 “소식을 듣고 사무실에 앉아 있었는데, 깜짝 놀라 다리가 덜덜 떨릴 정도였다”며 “노벨상 수상은 엄청난 영광”이라고 덧붙였다.
엔지니어 출신인 멜달 교수는 “나는 세상을 이해하고 싶었고 화학이 나에게 해결책을 줄 것이라고 생각했다”고 소감을 전했다.
김성훈 기자 hunhun@kmib.co.kr
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