노벨화학상에 레고처럼 조립하는 '클릭화학' 창안 과학자들

샤플리스·멜달·버토지 교수 등 3명

2022년 노벨화학상을 수상한 캐럴린 버토지(왼쪽부터) 미국 스탠퍼드대 교수와 모르텐 멜달 덴마크 코펜하겐대 교수, 칼 배리 샤플리스 미국 스크립스연구소 교수. 노벨위원회 누리집 갈무리

2022년 노벨 화학상은 실험실에서 원하는 분자를 쉽게 합성해내는 ‘클릭화학’이라는 방법을 창안해 화학 연구와 의학 발전에 기여한 미국과 덴마크 과학자들에게 돌아갔다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 5일(현지시각) 칼 배리 샤플리스(81) 미국 스크립스연구소 교수와 모르텐 멜달(68) 덴마크 코펜하겐대 교수, 캐럴린 버토지(56) 미국 스탠퍼드대 교수 등 3명을 올해 노벨 화학상 수상자로 결정했다고 발표했다. 샤플리스 교수는 인체에 유용한 광학이성질체만 합성할 수 있는 방법을 고안해 고혈압·심장질환 등의 치료제 물질을 개발한 공로로 2001년에도 노벨 화학상을 받았다.

노벨위원회는 “샤플리스와 멜달은 분자를 빠르고 효율적으로 합성할 수 있는 기능적 형태의 화학, 곧 ‘클릭화학’의 기반을 마련했다. 버토지는 클릭화학을 새로운 차원으로 끌어올려 살아 있는 유기체에 활용해 합성화학 발전에 기여했다”고 선정 이유를 밝혔다.

과학자들은 점점 더 복잡한 분자를 만들려 한다. 특히 제약연구계는 의약 성질을 지닌 천연분자를 인위적으로 재현하려 노력해왔다. 하지만 자연을 모방한 이런 연구 방법은 많은 분자 구조를 개발하는 데 기여했지만 시간이 많이 걸리고 생산하는 데 비용이 많이 드는 한계가 있었다.

이동환 서울대 화학부 교수는 “샤플리스는 화학반응을 끓는 물에 넣는다든지, 촉매를 사용하지 않는 온화한 상태에서 분자를 결합할 수 있는 클릭화학을 개발했다”고 설명했다. 이전에는 원하는 분자들을 합칠 때 복잡한 화학반응을 설계해야 했지만, 클릭화학이 개발되고 나서는 구리를 촉매로 한쪽 분자에는 ‘아자이드’라는 화합물을, 다른 분자에는 ‘알카인’이라는 화합물을 붙여 레고처럼 쉽게 조립할 수 있게 됐다.

이광렬 고려대 화학과 교수는 “베르토치는 클릭 화학이 생체 안에서도 금속(구리)이 없는 상태에서 작동할 수 있는 ‘생물 직교 반응’이라는 방법을 개발했다”고 했다. 김석희 서울대 화학부 교수는 “베르토치의 아이디어는 세포를 찾아가는 항체에 항암 물질을 결합하는 ‘항체-약물 접합체’ 개발로 이어졌다”고 했다.

이들의 클릭 화학 방법은 세계 생명공학 연구실에서 세포를 탐색하고 생물학적 과정을 추적하는 데 사용되고 있다. 생물 직교 반응은 또한 약물 개발을 위한 임상시험에서 적용되고 있다.

노벨상 상금 1천만 스웨덴크로나(약 13억원)는 3명에게 동등하게 3분의 1씩 돌아간다고 노벨위원회는 밝혔다.

이근영 기자 kylee@hani.co.kr