성균관대 권용석 교수팀, 세계 최초로 항암활성 천연물 '안시스트로브레볼린' 전합성 성공

성균관대학교는 약학과 권용석 교수 연구팀이 그동안 전통적인 합성법으로는 접근할 수 없었던 항암활성 천연물인 안시스트로브레볼린(Ancistrobrevoline) A, B의 전합성에 세계 최초로 성공했다고 11일 밝혔다.

연구팀은 광촉매 시스템과 비대칭 인산 촉매 시스템을 결합한 이중 촉매 시스템을 통해 회전장애 이성질체(단일결합 회전장애에 의해 축 비대칭성이 나타나는 화합물)의 선택적 합성법을 개발했다.

신약 개발의 핵심은 특정한 입체 구조를 갖는 사람의 몸속 단백질, 효소, 수용체 등과 선택적으로 작용하는 화합물을 만드는 것이다. 이 가운데 비대칭 축을 가진 분자는 독특한 공간 구조를 지니고 있어 잠재적인 활용 가능성이 있음에도 이를 정밀하게 합성할 방법이 제한적이었다.

연구팀은 광촉매 반응을 통해 생성된 반응성 중간체를 비대칭 인산 촉매 환경에서 선택적으로 반응시키는 이중 촉매 전략을 고안해 축성과 중심 입체 구조를 동시에 정밀하게 조절할 수 있는 새로운 입체 제어 반응을 개발했다.

기존의 회전장애 이성질체 선택적 합성법들은 높은 선택성을 달성하기 위해 특정한 작용기의 도입이 필요했다. 실제 천연물과 같은 자연 유래 골격에는 적용하기 어려운 한계가 있었다.

연구팀은 2-아릴레졸시놀과 같은 자연계 골격을 그대로 활용할 수 있는 기질을 활용해 새로운 반응 경로를 개발했다. 연구팀은 이를 통해 서아프리카 덩굴식물에서 분리된 항암활성 천연물인 안시스트로브레볼린 A와 B를 세계 최초로 전합성하는 데 성공했다.

이번 성과는 단순한 반응 개발을 넘어 약학적으로 중요한 구조를 실제로 만들 수 있는 실용적인 방법을 제시했다는 점에서 의의가 있다. 특히 신약 개발에서 중요한 입체 제어 기술을 차세대 광촉매 반응으로 구현해 내 향후 기능성 약물 후보 물질 설계와 생체 활성 평가까지 이어질 수 있는 약학 응용 기반 기술로 발전할 가능성이 크다.

권 교수는 "이번 연구는 회전장애 이성질체 화합물의 효율적인 합성 경로를 확보함으로써 지금까지 구조적인 어려움으로 합성·생리활성을 평가하기 어려웠던 비대칭 축 화합물의 생체 내 작용 탐색에 중요한 단초를 제공한 것"이라며 "약리 활성이 이미 알려졌지만, 접근이 어려웠던 천연물을 세계 최초로 전합성함으로써 해당 구조를 바탕으로 신규 유도체 설계, 생리활성 물질 발굴을 통해 신약 개발로의 확장이 기대된다"고 말했다.

이번 연구 결과는 화학 분야 최고 권위의 국제학술지 '미국 화학회 저널(Journal of the American Chemical Society)'에 지난 5일자로 게재됐다. 권 교수가 교신저자, 문준수 박사과정생이 제1저자, 신은주 석사과정생이 공동저자로 각각 참여했다.

이번 연구는 한국연구재단의 신진연구자지원사업, 기초연구실사업, 한우물파기 기초연구 및 포스코청암재단의 포스코사이언스펠로십의 지원을 받았다.