카이스트 학부생, 항암치료 앞당길 ‘천연물 합성’ 성공

카이스트 학부생이 세계 최초로 세큐린진 G의 천연물 전합성에 성공했다. 세큐린진G는 국내 자생 약용식물 ‘광대싸리’에서 추출한 물질로 항암제, 퇴행성 신경질환 치료제 및 마약중독 치료제로 개발 가능한 중요한 세큐리네가 천연물군에 속해 있다.

KAIST는 화학과에 재학 중인 윤태식 학부생이 제1저자로, 석박사통합과정생인 김태원 대학원생이 공동저자로 참여한 세큐리진 G 전합성 논문이 국제학술지 ‘케미칼 커뮤니케이션즈’에 지난달 23일 게재됐다고 7일 밝혔다.

천연물 전합성 연구는 학부생 주도로 진행하기 쉽지 않은 연구라는 점에서 이번 연구가 특히 주목된다. 간단한 화합물에서는 잘 진행되는 반응이 전구체가 복잡한 구조의 천연물에 도달하는 과정에는 잘 진행되지 않는 경우가 많아 천연물 합성 연구는 고도의 창의력과 화학적 문제해결 능력이 필요하다고 알려졌다.

연구팀이 세계 최초로 전합성에 성공한 천연물 세큐린진은 세큐리네가 천연물군 중 유일하게 피리딘 헤테로고리를 포함한 물질이기도 하다. 피리딘 헤테로고리는 2023년 기준 세계적으로 가장 많이 팔린 저분자 약 200종 중 20%인 40개가 포함하고 있을 정도로 의약적 의미를 지닌다.

연구팀은 메니스다우릴라이드와 피리딘 헤테로고리가 염기성이 높아 원하는 결합이 이뤄지지 않는다는 점에 착안해 새로운 희토류 기반 교환 시약을 개발했다. 이 시약을 통해 염기성 조건에서 문제가 된 부반응을 억제하고 탄소-탄소 결합을 성공적으로 형성했다.

이번 연구를 지도한 한순규 화학과 교수는 “연구 중심 대학을 지향하는 카이스트에서 학부생연구프로그램(URP)은 학부생이 지도교수와 조교의 지도 하에 실질적인 연구를 체계적으로 수행해 볼 수 있는 중요한 기회를 제공한다”며 “이를 통해 첨단 연구와 학부 교육이라는 두 마리 토끼를 모두 잡을 수 있었다”고 말했다.

URP 프로그램은 연구계획서 작성부터 성과 발표, 평가까지 전 과정을 통해 학부생이 연구수행 역량을 개발할 수 있도록 하는 프로그램으로 카이스트는는 소정의 연구비 지원과 학점 연계를 통해 학부생을 지원한다.

윤태식 카이스트 화학과 학사과정생<카이스트>

김태완 카이스트 화학과 석박사통합과정 학생<카이스트>

한순규 카이스트 화학과 한순규 교수<카이스트>