코발트 화합물 반응성 규명…항암제 신약 개발 한발 더

울산과학기술원

(아래 왼쪽부터) 조재흥 UNIST 화학과 교수, 김성한 연구원, 이유리 연구원. UNIST 제공.

코발트 기반 금속 화합물의 반응성을 규명해 항암제 신약 개발 가능성을 높인 연구 결과가 제시됐다. 

울산과학기술원(UNIST)은 조재흥 화학과 교수 연구팀이 코발트 기반 생체모방물질에서 나이트릴 물질이 어떻게 반응하는지 확인했다고 2일 밝혔다. 

연구팀은 ‘거대고리 피리디노판 배위 시스템’이라는 구조를 이용해 코발트 금속 화합물 구조를 조절하고 나이트릴과의 활성 반응 메커니즘을 살폈다. 거대고리 피리디노판 배위 시스템은 2개의 피리딘과 2개의 아민 작용기로 이뤄진 12각 고리의 거대고리 배위결합 이온 또는 분자를 의미한다. 

코발트 금속 화합물과 나이트릴 활성 반응을 살핀 결과 크기가 큰 아다만틸 그룹을 사용한 코발트 화합물 구조에서는 나이트릴 활성 반응이 잘 일어났다. 반면 부피가 작은 메틸 그룹을 사용한 화합물에서는 반응이 일어나지 않았다. 작용기의 크기에 따라 금속의 스핀 상태가 달라지며 반응 활성도에 차이가 생겼다. 금속의 작은 성질 변화가 화학반응 속도나 효과를 크게 좌우할 수 있다는 사실을 규명한 것이다. 

나이트릴은 의약품, 농약 등에 널리 사용되지만 반응이 일어나기 어려운 물질이다. 상온, 상압의 온화한 환경에서 나이트릴을 활성화하는 연구는 합성 화학에서 매우 중요한 연구 분야다. 이번 연구에서 연구팀은 배위 시스템을 이용해 코발트-퍼옥소 종을 합성하고 상온·상압 조건에서 나이트릴과 반응해 특정 화합물을 형성할 수 있다는 점을 확인했다. 이 화합물은 향후 항암제로 발전할 가능성이 있다. 

제1저자인 김성한 연구원은 "배위 시스템의 입체적 효과를 변형해 스핀 상태가 다른 코발트-퍼옥소 종의 합성에 성공했다“며 ”나이트릴 활성 반응이 밀접하게 연관돼 있음을 규명했다"고 말했다. 

조 교수는 "코발트-퍼옥소 종의 스핀 상태 조절은 학술적으로 큰 의미가 있다“며 ”금속 촉매 개발에 새로운 방향을 제시할 것"이라고 전망했다. 이번 연구는 로이토바 네덜란드 라드바우드대 교수, 이성기 대구경북과학기술원(DGIST) 교수와 협력해 진행됐고 국제학술지 '미국화학회지(JACS)'에 7월 20일 온라인 게재됐다.

[문세영 기자 moon09@donga.com]