유니스트 연구진, 성호르몬 바꾸는 화학반응 활성 중간체 최초 포착

‘활성중간체’를 실험을 통해 확인한 유니스트 화학과 조재흥(오른쪽)교수와 손영진 연구원. 유니스트 제공

유니스트(UNIST·울산과학기술원) 연구진이 그동안 이론적 존재 가능성만 확인됐던 ‘활성 중간체’를 실험을 통해 최초로 확인했다. 활성중간체는 성 호르몬을 바꾸는 화학반응의 중간단계 물질로, 빠르게 생겼다 사라져 포착이 어려웠다.

유니스트는 화학과 조재흥 교수 연구팀이 알데하이드 탈(脫)포밀화 반응의 활성 중간체인 ‘퍼옥시헤미아세탈 복합체’를 분리해내는 데 성공했다고 19일 밝혔다.

탈포밀화 반응은 알데하이드계 물질의 포밀기 부분이 분리되는 화학 반응이다. 남성 호르몬이 여성 호르몬으로 바뀌거나 지방산의 환원 과정에서 생선되는 지방 알데하이드를 탄화 수소로 변환하는 등의 주요 생체 대사 과정에서 일어난다.

연구팀은 생체 효소 모방 물질인 ‘코발트-퍼옥소종’을 저온 실험으로 알데하이드와 반응시켜 ‘코발트-퍼옥시헤미아세탈 복합체’를 분리해 내고, 이 복합체의 각종 분광학적 특성을 최초로 분석했다고 설명했다.

특히 분석을 통해 퍼옥시헤미아세탈 복합체가 기존 제안된 이론과는 다른 방식으로 생성된다는 사실을 밝혀냈다. 기존에는 코발트-퍼옥소종이 카보닐작용기 부위를 공격해 복합체가 형성된다고 알려져 있었다.

연구팀의 분석 결과, 알데하이드의 카보닐기 부위가 코발트-퍼옥소종이 이루는 산소-산소 결합 사이에 삽입되는 방식으로 복합체가 만들어졌다.

조재흥 교수는 “주요 생리 대사 반응인 탈포밀화 반응의 중간체를 최초로 분리해 그 특성을 알아냈을 뿐 아니라 기존 반응 경로와는 또 다른 반응 경로를 확인했다는 점에서 학술적으로 큰 의미가 있다”고 말했다.

이어 “향후 호르몬의 전환을 조절하는 연구나 원유 정제 과정 중 알데하이드를 가스나 휘발유로 바꾸는 생체효소 모방 촉매 개발에 기여할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

연구 결과는 화학 분야 국제 학술지인 ‘미국화학회 골드지’(JACSAu)에 6일 자로 온라인 게재됐다. 연구는 한국연구재단이 주관하는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업의 지원으로 이뤄졌다.

울산=이보람 기자 boram@segye.com