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분자 조각을 원하는 순서로 연결해 고리나 새장 모양으로 만드는 합성법이 개발됐다. 표적 단백질과 결합하거나 특정 물질을 선택적으로 붙잡는 분자를 설계할 수 있어 신약과 기능성 소재 개발에 활용될 것으로 기대된다. 울산과학기술원(UNIST)은 홍성유 화학과 교수팀이 '황(VI)-플루오라이드 교환(SuFEx)' 반응을 활용해 원하는 서열·구조의 거대고리·케이지형 분자를 합성하는 방법을 개발했다고 12일 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 지난 9월 10일 온라인 게재됐다. 거대고리 분자는 여러 분자 조각이 연결돼 큰 고리를 이룬 분자다. 고리 모양과 구성 성분 배열을 조절해 표적 단백질과의 결합 특성을 바꿀 수 있어 신약 개발에 활용된다. 새장처럼 내부에 빈 공간이 있는 케이지형 분자는 내부 공간에 잘 맞는 이온·분자를 선택해 붙잡도록 설계 가능하다 게임몰릴게임 . 거대고리·케이지형 분자를 설계하려면 분자 조각을 원하는 순서로 연결하는 동시에 전체 구조를 정교하게 조절해야 한다. 기존 분자 설계는 조각의 배열을 정밀하게 조절하는 기술과 복잡한 고리·입체 구조를 만드는 기술이 주로 따로 발전해왔다. 연구팀은 분자 조각을 연결하는 'SuFEx 반응'에 주목했다. SuFEx는 한 분자의 황과 다른 분자의 원소 사이에 결합을 만들어 두 분자를 연결하는 반응이다. 연구팀은 SuFEx 반응으로 분자 조각을 원하는 서열로 단계적으로 연결한 뒤 다시 고리화하는 합성법을 개발했다. 조각을 순서대로 연결하는 과정과 원하는 구조로 닫는 과정을 하나의 합성 과정으로 통합한 것이다. 연구팀은 새로운 합성법으로 대표적인 거대고리 분자인 'A-C-A-A 배열의 고리형 황산에스터'를 93%의 수율로 합성하는 데 성공했다 바다이야기하는법 . 수율은 이론적으로 얻을 수 있는 각 물질의 양에 대해 실제 만들어진 양의 비율이다. 수율이 낮으면 같은 양의 목표 물질을 얻는 데 더 많은 원료가 필요하며 부산물을 분리·제거하는 추가 공정 비용이 발생할 수 있다. 연구팀은 합성 가능한 분자 구조 범위도 확장했다. 구성 조각의 종류와 개수, 배열을 바꿔 다양한 크기의 고리형 분자를 합성했다. 세 방향으로 연결할 수 있는 조각을 활용해 여러 고리가 이어진 구조와 3차원 케이지형 분자를 제작하는 데도 성공했다. 홍성유 교수는 "하나의 합성법으로 배열과 구조가 다른 분자를 만들 수 있어 기능성 소재 개발에 필요한 다양한 분자를 효율적으로 확보할 수 있다"며 "신약과 첨단 소재 개발뿐만 아니라 분자 구조와 물성의 상관관계를 규명하는 연구에도 도움이 될 것"이라고 말했다. <참고 자료> doi.org/10.1038/s42-0 나의 합성 과정으로