충남대 박요한 교수팀, ‘Organic Letters’ 논문 게재

[충청뉴스 이성현 기자] 충남대학교는 약학대학 및 의약품개발연구소 박요한 교수 연구팀이 강원대 연구팀과 전기화학적 C(sp3)-H 락톤화 반응을 통해 카보레인이 융합된 락톤 화합물을 합성하는 데 성공했다고 29일 밝혔다.

또 이를 벤젠 고리 기반 락톤의 생동등체(Bioisosteres)로 활용할 수 있는 연구 결과를 제시했다.

이번 연구 성과는 유기화학 분야 국제 저명 학술지 ‘Organic Letters’에 최근 게재됐다.

이번 연구는 충남대 홍지은, 강원대 노희찬, 이경섭 연구원이 공동 제1저자로 충남대 박요한 교수, 강원대 이필호 교수, 이의재 박사가 교신저자로 참여했다.

의약화학 분야에서 기존 벤젠 고리를 구조적·전자적 성질이 유사한 다른 그룹으로 대체하는 ‘생동등체 전략’은 약물의 물리화학적 특성과 생물학적 활성을 조절하는 핵심 전략이다.

특히 3차원 구조를 가진 ‘카보레인’은 평면적인 벤젠 고리를 대체할 수 있는 우수한 구조적 모방체임에도 불구하고 선택적인 합성이 어려워 활용에 제한이 있었다.

이에 공동 연구팀은 전이 금속 촉매나 외부 산화제를 사용하는 대신, 친환경적인 전기화학적 방식을 도입했다.

연구팀은 o-카보레인 산으로부터 직접적으로 C(sp3)-H 결합을 활성화해 다양한 형태의 γ- 및 δ-락톤 프레임워크를 효율적으로 합성하는 프로토콜을 개발했다.

그 결과, 합성된 카보레인 융합 락톤들이 뇌졸중 치료제인 ‘n-butylphthalide’나 항염증제인 ‘hydrangenol’ 등 실제 생물학적 활성 물질과 매우 유사한 기하학적 구조를 가짐을 결정 구조 분석을 통해 입증했다.

이는 개발된 합성법이 차세대 의약품 및 농약 설계에 있어 중요한 생동등체 플랫폼이 될 수 있음을 시사한다.

박요한 교수는 “이번 연구는 지속 가능한 전기화학적 방식을 통해 카보레인의 활용 범위를 넓혔다는 데 의의가 있다”며 “향후 이 기술이 다양한 질환의 신약 후보 물질 발굴 및 최적화 과정에 핵심적인 플랫폼 역할을 할 것으로 기대한다”고 말했다.