K-약용식물서 난치성 신경질환 치료제 개발 물질 합성

KAIST 한순규 교수팀 "고부가가치 천연물 '분자 연금술'로 간단하게"

한국과학기술원(KAIST) 연구팀이 단 세 단계 만에 K-약용식물 추출물에서 퇴행성 신경질환 등 난치성 신경질환 치료제로 개발이 가능한 물질인 '수프라니딘 B'를 합성하는 데 성공했다.

KAIST는 화학과 한순규 교수 연구팀이 쉽게 얻을 수 있는 국내 자생 약용식물인 '광대싸리'에 극미량 있는 고부가가치 천연물인 '세큐리네가 알칼로이드'를 생체모방 전략으로 간단하게 합성하는 방법을 개발했다고 1일 밝혔다.

세큐리네가 알칼로이드는 광대싸리에서 발견되는 천연물 군으로, 항암 및 신경돌기 성장 촉진 등 다양한 약리 활성을 보여 수십년간 합성화학계의 관심을 받았다.

이들 물질 군에는 기본 골격으로부터 산화되거나 사슬처럼 연결된 형태를 갖는 100여 종의 초 복잡 천연물들이 존재하는데, 상대적으로 간단한 기본 골격체의 합성은 잘 정립돼 있으나, 초 복잡 화합물 합성은 난제로 남아 있다.

그 중 수프라니딘 B도 초 복잡 세큐리네가 천연물 가운데 하나로, 신경세포 신경돌기 성장을 촉진해, 퇴행성 신경질환이나 신경 절단 등 난치성 신경질환 치료제로 기대되는 물질이다.

하지만, 식물 1킬로그램당 추출량이 0.4 밀리그램(mg)에 그칠 정도로 극히 적고 정제도 어려웠다.

연구팀은 광대싸리에서 쉽게 대량으로 추출할 수 있는 기본골격을 갖는 세큐리네가 천연물인 알로세큐리닌과 시중에서 값싸게 구할 수 있는 누룩산(kojic acid) 유래 물질로부터 단 세 단계 만에 수프라니딘 B를 합성하는 방법을 개발했다.

수프라니딘 B의 세계 최초 합성으로, 쉽게 구할 수 있는 물질로부터 고부가가치 화합물을 간단하게 만들어 낸 일종의 `분자 연금술'로 볼 수 있다.

수프라니딘 B와 같이 복잡한 천연물을 이렇게 짧은 과정으로 합성해 낸 사례는 매우 드물다.

한순규 교수는 "이번 연구로 수프라니딘 B를 간단하게 생산할 수 있게 됐을 뿐 아니라 초 복잡 세큐리네가 천연물 생합성에 대한 이해도 높일 수 있었다"며 "고부가가치 국내 자생 약용식물을 합성화학적으로나 합성생물학적으로 생산할 수 있는 토대를 마련했다"고 의미를 설명했다.

KAIST 화학과 강규민 석박사통합과정 학생이 제1 저자로 참여한 이번 연구 성과는 화학 분야 저명 국제 학술지인 `미국 화학회지' 지난달 2일 자에 게재됐다.

/연합뉴스