김인수 성균관대 교수팀, 신규 항바이러스 의약품 개발 신호탄 제시

화학 분야 세계적 학술지 'Angewandte Chemie' 온라인판 9월호 게재

성균관대(총장 신동렬)는 김인수 약학과 교수 연구팀(제1저자 Prithwish Ghosh 박사후연구원, 공동 제1저자: 권나연 석박사통합과정)이 항바이러스 의약품 내 핵심구조로 알려진 뉴클레오시드 유사체(nucleoside analogues)를 선택적으로 변환시키는 합성기술을 개발해 신규 항바이러스 의약품 개발을 위한 청신호를 제시했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학 분야 세계적 학술지 Angewandte Chemie(IF=12.959) 온라인판 9월호에 게재됐다.

뉴클레오시드 유사체는 DNA와 RNA의 근간이 되는 인산, 당, 염기를 변형시켜 DNA 또는 RNA와 구조적으로 유사하도록 만든 의약품이다. 바이러스 세포에 흡수돼 유전체 합성을 제어할 수 있는 특성이 있어 항바이러스제로 사용하고 있다.

현재까지 20개 이상의 뉴클레오시드 유사체가 헤르페스(HSV), 에이즈(HIV), B형/C형 간염(HBV/HCV) 등의 바이러스 감염질환 치료에 활용되고 있으며, 특히 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 치료제로 각광받는 렘데시비르(remdesivir) 약물도 뉴클레오시드 유사체로 알려져 있다.

연구팀은 이번 연구를 통해, 손쉽게 활용이 가능한 황 일라이드(sulfur ylides)를 활용해 뉴클레오시드 유사체 내 핵염기(nucleobase)를 선택적으로 알킬화(alkylation)시키는 합성법을 세계 최초로 개발했다.

기존 보고된 핵염기의 알킬화 합성법은 유기용매하에서 적용해 낮은 화학반응성 및 여러 단계를 거쳐야 하는 복잡한 공정 때문에 의약품 생산을 위한 추가적인 생산비용 발생 및 대량생산으로의 제약이 있었다.

황 일라이드는 노벨화학상 수상자인 코리(E. J. Corey) 교수가 1960년에 개발한 시약으로, 삼각고리 화합물 제조에 국한해 활용돼 왔다.

김인수 교수 연구팀은 뉴클레오시드 유사체를 알킬화하기 위한 효과적인 시약으로 황 일라이드의 중요성을 부각하는 계기를 만들었으며, 물 또는 알코올이 반응 용매로 사용돼 의약품 생산 비용을 저감할 수 있는 획기적인 합성법으로 평가받고 있다.

김인수 교수는 "이번 연구결과는 탄소-수소 결합의 직접적인 변환반응을 위한 황 일라이드의 새로운 반응성 발견"이라며 "특히 신종 코로나바이러스로 고통 받는 인류에게 항바이러스 의약품 개발을 촉진하는 새로운 신호탄을 제시한 연구다. 기존 다단계의 합성공정에 기반한 뉴클레오시드 유사체 제조방법을 획기적으로 개선한 최적의 합성법이다"라고 설명했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구실지원사업(BRL), 중견연구자지원사업 및 신/변종 바이러스 대응 원천기술 개발 사업의 지원으로 수행됐다.