암 치료제 등 신약 개발 돕는 분자 결합법 고안

노벨 화학상에 캐럴린 버토지·모르텐 멜달·배리 샤플리스

캐럴린 버토지 미국 스탠퍼드대 교수, 모르텐 멜달 덴마크 코펜하겐대 교수, 배리 샤플리스 미국 스크립스연구소 교수

올해 노벨 화학상은 분자의 구성 요소를 효율적으로 결합하는 방법을 화학적인 관점에서 고안하고 이를 생명체에 적용한 과학자 3명에게 돌아갔다.

스웨덴 노벨위원회는 5일(현지시간) 캐럴린 버토지 미국 스탠퍼드대 교수(56)와 모르텐 멜달 덴마크 코펜하겐대 교수(68), K 배리 샤플리스 미국 스크립스연구소 교수(81)를 올해 노벨 화학상 수상자로 선정했다고 발표했다.

앞서 샤플리스 교수는 2001년 의약 물질 등 특수구조 화합물 합성이 가능한 반응법을 개발한 공로로 노벨 화학상을 받아 이번이 두 번째 수상이다. 당시 연구는 심장병, 파킨슨병 치료제 개발의 바탕이 됐다. 이번에 노벨 화학상을 수상한 연구자들의 탐구 주제는 ‘생체직교 클릭 화학’이라는 분야다.

화학계에선 다양한 기능을 가진 복잡한 구조의 분자를 만들기 위한 노력을 오랫동안 전개해 왔다. 이를 활용하면 전에 없던 이로운 화학물질을 만들 수 있기 때문이다. 하지만 이런 노력에는 많은 시간과 비용이 들어간다.

샤플리스와 멜달 교수는 분자 구성 요소를 빠르고 효율적으로 결합하는 방법을 개발했다. 이런 방법을 과학계에선 ‘클릭 화학’이라고 부른다.

이동환 서울대 화학부 교수는 “화학 반응에서 원하는 결과물이 나오면 원하지 않는 부산물도 나오기 마련인데 ‘클릭 화학’을 이용하면 부산물이 나타나지 않는다”고 설명했다.

그러나 이 단계에서 만들어진 물질을 신약과 같은 형태로 바로 생명체에 사용하긴 어렵다. 독성 등 다양한 위험 요인이 있기 때문이다. 버토지 교수는 클릭 화학을 생명체에 적용할 수 있는 개념을 고안해 냈다. 살아 있는 유기체 안에서 클릭 반응이 작동하는 방법을 알아낸 것이다.이 세 연구자의 개념이 통합된 ‘생체직교 클릭 화학’은 신약을 개발하고 DNA 단위에서 새로운 치료 방안을 만들 수 있는 가능성을 제시했다. 노벨위원회는 “세 연구자가 고안한 화학 반응은 세포 연구 같은 생물학적 과정에서 세계적으로 사용되고 있다”며 “특히 효과가 좋은 암 치료제를 만드는 데 활용되고 있다”고 설명했다.

버토지 교수는 미국 출생이며 캘리포니아대 버클리캠퍼스에서 1993년 박사 학위를 받았다. 멜달 교수는 덴마크에서 태어났으며 덴마크기술대에서 1986년 박사 학위를 취득했다. 샤플리스 교수는 미국 필라델피아 출생이며 1968년에 스탠퍼드대에서 박사 학위를 얻었다.

노벨위원회는 상금 1000만크로나(약 13억원)를 이번 수상자 3명에게 균등하게 분배할 예정이다. 시상식은 12월 스웨덴 스톡홀름에서 개최된다. 시상식에는 2020년과 지난해에 코로나19 대유행으로 시상식이 열리지 않은 것을 감안해 해당 연도의 수상자들도 참석할 예정이다.

6일에는 노벨 문학상, 7일은 평화상, 10일에는 경제학상 수상자가 발표된다.

이정호 기자 run@kyunghyang.com