캐롤린 R.베르토치, 모튼 멜달, 칼 배리 샤플리스… 제약·화학 분야 발전 기여

(왼쪽부터) ‘클릭 화학’ 분야를 개척한 공로를 인정받아 올해 노벨화학상을 수상한 캐롤린 R.베르토치 미국 스탠퍼드대 교수, 모튼 멜달 덴마크 코펜하겐대 교수, 칼 배리 샤플리스 미국 스크립연구소 교수/ 스웨덴 왕립과학원 노벨위원회

다양한 물질을 컴퓨터 마우스 클릭하듯 손쉽게 조작해 마치 레고블록을 조립하듯 물질 분자를 합성할 수 있는 이론과 기술을 개발한 화학자 3명이 올해 노벨상 수상의 영예를 안았다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 5일(현지 시각) 캐롤린 R.베르토치 미국 스탠퍼드대 교수, 모튼 멜달 덴마크 코펜하겐대 교수, 칼 배리 샤플리스 미국 스크립연구소 교수 3명을 올해 노벨 화학상 수상자로 선정했다고 밝혔다. 노벨위원회는 “올해 노벨화학상은 ‘클릭 화학’의 기초를 마련하고, 이를 이용한 다양한 연구 분야를 개척한 이들에게 돌아갔다”고 수상 이유를 밝혔다.

‘클릭 화학’이란 원하는 특정 성질을 가진 작은 분자들을 블록처럼 쌓아 연결하는 것이다. 단순해 보이지만, 이 방법을 이용하면 기존에 존재하지 않았던 새로운 성질을 갖는 분자 구조를 만들 수 있다. 복잡하고 긴 시간에 걸친 반응이 아닌, 컴퓨터 클릭하듯 새로운 물질을 ‘뚝딱’ 만들어낼 수 있어 ‘클릭’이라는 이름이 붙었다.

이 클릭 화학 이론의 초석을 다진 사람이 미국의 칼 배리 샤플리스 교수다. 그는 2001년 클릭 화학의 기본 개념이라 할 수 있는 ‘친핵성 고리 개환 반응’, ‘고리화 첨가 반응’ 등을 만들어냈다. 한편 샤플리스 교수는 2001년에도 ‘카이랄성 촉매 산화 반응에 대한 연구’로 노벨화학상을 수상한 적이 있어, 이번 수상으로 ‘노벨화학상 2관왕’이라는 영예를 안게 됐다. 샤플리스 교수는 이번 수상으로, 123년 노벨상 역사에서 다섯 번째로 노벨상을 두 번 수상하는 과학자가 됐다. 

샤플리스 교수가 정립한 클릭 화학 이론을 더욱더 발전시킨 사람이 덴마크의 모튼 멜달 교수다. 그는 2002년 ‘구리 촉매 아지드-알킨 고리화 첨가(CuAAC)’ 반응을 찾아내는데 성공했다. 이 반응을 이용하면 다양한 성질을 가진 분자 구조 블록 사이에 ‘공유 결합(원자들이 한 쌍 이상의 전자를 함께 공유하며 만든 화학 결합 상태)’을 만들 수 있다. 단순 신물질 및 의약품 개발부터 게놈지도 작성 등 다양한 분야에 응용 가능해 클릭 화학 분야의 ‘보석’으로 평가받기도 한다.

미국의 캐롤린 R.베르토치 교수는 클릭 화학을 생물학의 영역까지 끌어올린 공로를 인정받았다. 베르토치 교수는 클릭 화학 이론을 적용해 세포 표면의 생체 분자 ‘글리칸’을 측정할 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술은 ‘생체 직교 반응 (bioorthogonal reaction)’이라고 불린다. 살아있는 유기체 내부에 적용 가능한 이 기술은 세포의 정상적인 화학 반응을 방해하지 않고도 글리칸 구조를 연구할 수 있다. 현재 임상 시험 중인 암 치료제 성능 개선에도 이용되고 있다.

노벨위원회는 “클릭 화학과 생체 직교 반응은 화학을 ‘기능주의 시대’로 이끌고 있다”며 “이것은 향후 인류에게 가장 큰 이익을 가져다줄 것”이라고 전했다.

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