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[연예뉴스]DGIST, 저가 니켈 촉매로 ‘의약품 핵심 골격’ 합성 성공

온카뱅크관리자

2026-03-31 06:31:30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 비싼 귀금속 대신 흔한 ‘니켈’ 활용해 원하는 거울상 분자만 선택적 합성 성공 “신약 개발·정밀 화학분야 활용 기대” 
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 <img alt="니켈 촉매 설계를 통한 입체 선택적 합성법 개발 및 컴퓨터 계산을 통한 메커니즘 규명.DGIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/31/seouleconomy/20260331063132048memi.jpg" data-org-width="1200" dmcf-mid="8QUaMOMVCb" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/31/seouleconomy/20260331063132048memi.jpg" width="658">
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 니켈 촉매 설계를 통한 입체 선택적 합성법 개발 및 컴퓨터 계산을 통한 메커니즘 규명.DGIST 제공
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 생리활성물질의 ‘뼈대’ 역할을 하는 핵심 구조를 쉽고 정교하게 조립하는 촉매 기술이 국내에서 개발됐다. 향후 신약 개발 및 고부가가치 정밀 화학 산업에 기여할 것으로 기대된다.
 31일 과학계에 따르면 대구경북과학기술원(DGIST) 화학물리학과 서상원 교수 연구팀은 니켈(Ni) 촉매를 활용해 의약품의 핵심 골격인 베타-메틸렌 카보닐 유도체를 단일 거울상 이성질체 형태로만 합성하는 데 성공했다.
 거울상 이성질체는 동일한 원자로 구성돼 있지만, 거울에 비친 모습처럼 서로 겹쳐지지 않는 입체 구조를 가진 분자를 말한다. 인체 단백질 역시 특정 방향의 거울상 구조를 가진 아미노산으로 이뤄져 있기 때문에 분자의 입체 구조는 생체 반응에서 핵심적인 역할을 한다.
 특히 약물 분자의 경우, 한쪽 거울상 구조는 치료 효과를 내는 반면 반대 구조는 효과가 없거나 부작용을 유발할 위험도 있다. 이 때문에 유효한 하나의 구조만을 선택적으로 합성하는 기술이 신약 개발의 핵심으로 꼽힌다.
 이번 연구 대상이 된 ‘베타-메틸렌 카보닐’은 다양한 신약 후보 물질과 천연물에 널리 존재하는 중요한 분자 골격이다. 하지만 기존에는 특정 입체성을 부여하는 방법이 제한적이고, 강한 염기 사용이나 복잡한 보조 물질이 필요해 공정 제약이 컸다.
 연구진은 값비싼 귀금속 대신 지구상에 풍부한 전이금속인 ‘니켈’을 활용해 이 난제를 해결했다. 새롭게 설계한 니켈 촉매 시스템을 통해 알카인과 카보닐 화합물을 직접 반응시키는 합성 경로를 제시한 것이다.
 이 촉매 시스템은 분자가 결합시 원하는 위치에 정확히 달라붙게 하는 ‘위치 선택성’과, 한 가지 거울상 형태로만 조립되는 ‘거울상 선택성’을 높은 수준으로 구현했다.
 또한 복잡한 분자 구조나 다양한 작용기 환경에서도 안정적으로 작동해 의약품 구조 변형과 천연물 합성에 적용 가능한 수준의 활용 가능성을 확인했다. 연구팀은 밀도범함수이론(DFT) 기반 계산을 통해 니켈 촉매의 작동 원리도 규명했다.
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 <img alt="DGIST 화학물리학과 서성원 교수(위), 남현택 박사과정생(좌), 장세지 박사과정생(우). 사진=DGIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/31/seouleconomy/20260331063133421weaq.jpg" data-org-width="1200" dmcf-mid="6OKDLTLxvB" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/31/seouleconomy/20260331063133421weaq.jpg" width="658">
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 DGIST 화학물리학과 서성원 교수(위), 남현택 박사과정생(좌), 장세지 박사과정생(우). 사진=DGIST 제공
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 서상원 교수는 “이번 연구는 까다로웠던 베타-메틸렌 카보닐 합성을 저렴한 니켈 촉매로 효율적으로 구현했다는 점에서 의미가 크다”며 “향후 입체 선택적 반응 연구를 확장하고, 신약 개발과 정밀 화학 산업에 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.
 장형임 기자 jang@sedaily.com
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