부산대, 고반응성 아라인 제어해 천연물 2종 전합성

9단계로 레테비레놀 A 구조 완성
천연물보다 항산화 활성 높은 유도체 확인

부산대 윤화영 교수팀이 아라인 반응을 제어해 전합성한 레테비레놀 A(왼쪽)와 아이소암펠롭신 D의 분자구조 및 반응 개념도.(사진=부산대학교 제공)

제어하기 어려운 화학반응을 원하는 분자 위치에서 일으켜 복잡한 천연물 두 종류를 만드는 데 부산대학교 연구진이 성공했다.

윤화영 부산대 제약학과 교수팀은 고반응성 중간체인 아라인의 반응 지점을 조절해 레테비레놀 A와 아이소암펠롭신 D를 전합성했다. 두 물질은 포도와 와인에 존재하는 레스베라트롤에서 유래한다.

전합성은 단순한 출발물질에 여러 화학반응을 차례로 적용해 목표 화합물 전체를 만드는 과정이다. 연구진은 상용 물질에서 출발해 9단계를 거쳐 레테비레놀 A의 페난트렌 골격을 완성했다.

핵심은 아라인에 붙은 치환기였다. 여러 구조를 비교한 결과 특정 할로겐 치환 아라인을 사용했을 때 원하는 위치의 생성물이 더 많이 만들어졌다. 아이소암펠롭신 D를 만드는 과정에서도 분자 간 아라인-엔 반응의 위치를 조절했다.

계산화학 분석에서는 치환기에 따라 반응 경로와 전이상태의 안정성이 달라지는 것으로 나타났다. 분자 구조가 변형될 때 필요한 에너지와 분자 사이의 상호작용 차이가 최종 생성 위치를 결정했다.

합성과 함께 진행한 생리활성 평가에서는 다수의 유도체가 항산화 활성을 나타냈다. 일부는 원래 천연물보다 강한 활성을 보였다. 이는 실험 단계의 결과로 의약품 효능이 확인됐다는 의미는 아니다.

윤 교수는 교신저자, 응웬후롱 연구원은 제1저자로 참여했다. 이석우 충남대 교수와 김연준 국립부경대 교수, 정기웅 부산대 교수 연구팀도 계산 분석과 활성 평가를 맡았다.

과학기술정보통신부 재원으로 수행된 연구 결과는 미국화학회가 발행하는 국제학술지 '미국화학회지' 8월 4일 온라인판에 실렸다.

윤 교수는 이번 성과가 아라인을 이용한 천연물 유도체 합성과 의약학적 용도 탐색에 활용될 가능성을 보여줬다고 설명했다.

부산=김성욱 기자