클릭화학

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HER2 양성 유방암 항암제 ‘엔허투’. 엔허투등의 항체치료제(ADC)는 클릭반응과 생체직교반응을 바탕으로 개발됐다.[사진=다이이찌산쿄·아스트라제네카]
2022년 노벨화학상은 ‘기능적 화학의 시대’를 연 칼 배리 샤플리스 미국 스크립스연구소 교수와 모르텐 멜달 덴마크 코펜하겐대 교수, 캐럴린 버토지 미국 스탠퍼드대 교수 등 3명에게 돌아갔다. 이들은 신물질 생산 등을 위한 복잡한 화학반응을 더 쉽고 빠른 분자 결합 방법으로 대체한 ‘클릭화학’의 기초를 다졌다.

샤플리스와 멜달 교수가 각각 발견한 클릭반응은 작은 분자 단위에서 물질을 연결해 원하는 기능의 분자로 합성한다. 복잡한 구조의 화학 물질을 직접 다루는 대신 단순한 구조의 분자 단위에 주목한 것이다. 화학 구조가 단순해질수록 물질을 다루기 쉬워지기 때문이다.

따라서 복잡한 화학 구조를 가진 신물질 합성 과정에 큰 이점을 준다. 인위적으로 반응을 끌어내던 기존의 방법보다 시간과 비용을 절약하고 유해한 부산물이 발생하는 문제도 해소했다. 버토지 교수는 이를 ‘생체직교반응’으로 확대했다. 금속 촉매 없이 클릭반응을 일으켜 살아 있는 생물체에도 악영향 없이 화학반응이 가능해진 것이다.

이는 의학과 제약의 발전에도 크게 기여하고 있다. 대표적인 예가 항체치료제(항체약물접합체·ADC)다. 강한 약물로 세포뿐 아니라 정상세포까지 파괴해 부작용이 컸던 기존의 항암치료 방법을 상당 부분 대체할 수 있을 것으로 기대된다. 항원과 항체의 결합 반응을 이용한 항체치료제는 암세포만을 선택해 표적으로 삼기 때문이다.

최근 국내에서도 사용이 가능해진 유방암 항암제 ‘엔허투(성분명 트라스투주맙데룩스테칸)’ 역시 유방암 세포에 있는 항원인 HER2와의 항체 반응을 활용한 치료제다.

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