한국연구재단(이사장 조무제)은 조재흥 DGIST 교수 연구팀이 나이트릴과 반응하는 생체모방물질인 금속-활성산소 종(코발트-퍼옥소 종)을 처음으로 합성했다고 28일 밝혔다.

나이트릴(nitrile)은 탄소와 질소의 삼중결합으로 이뤄진 유기화합물의 일종이다. 이 화합물은 화학적으로 기능이 다양해 화합물을 합성하기 위한 재료로 활용되며, 이 물질이 반응하기 위해서는 강한 산이나 염기 하에서 진행되거나 높은 온도가 필요하다.

인체에는 다양한 금속 효소들이 존재하는데 이 효소는 활성산소와 만나 금속-활성산소 종을 형성해 산화 반응을 통해 생체 내 물질의 합성·분해 작용과 약물 대사 작용에 관여한다. 

기존에 금속-활성산소를 모방한 물질을 합성해 생체 내 효소 반응 연구가 수행되고 있지만 나이트릴과 반응하는 금속-활성산소 종은 없었다.

연구팀은 금속인 코발트 화합물에 산화제를 이용해 합성한 코발트-퍼옥소 종이 상온 상압의 조건에서 나이트릴과 반응하는 것을 확인했다.

이 반응으로 생성된 하이드록시메이토코발트(III)화합물은 향후 생체 내 효소반응이나 화학반응으로 약효가 나타나는 물질인 프로드러그로 발전할 수 있다. 이 화합물이 생체 내 환원에 의해 코발트(Ⅱ) 상태가 되면 암세포에서 많이 발현되는 특정 효소를 억제할 수 있기 때문이다.

조재흥 교수는 "금속-활성산소 종의 새로운 반응성을 보여주는 것으로 앞으로 나이트릴을 활성화 할 수 있는 촉매 개발에 기여할 것으로 기대한다"며 "합성을 통한 생성물은 항암 프로드러그로서의 개발도 기대된다"고 말했다.  

이번 연구는 과학기술정보통신부․한국연구재단 C1 가스리파이너리 사업의 지원으로 수행됐으며, 화학 분야 국제학술지인 미국화학회지(Jounal of the American Chemical Society)에 지난 16일자로 게재됐다.