레고처럼 분자 결합 ‘클릭화학’ 고안 3인 노벨화학상 수상

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미 캐럴린 버토지·덴마크 모르텐 멜달 · 미 배리 샤플리스 공동 수상
쉽고 빠른 화학반응법 ‘클릭화학’ 과 ‘생물 직교 화학’ 발전에 기여
상금 1000만크로나(약 13억원) 3명에게 균등하게 배분

장은영 기자 기자페이지 + 입력 2022-10-06 15:30:33

▲ '클릭화학'은 안전벨트를 끼우는 것처럼 또는 레고 블록을 붙이는 것처럼 쉽고 빠르게 화합물을 만들어내는 방법이다. [사진=노벨위원회]

스웨덴 왕립과학원 노벨상위원회가 5일(현지시간) 노벨화학상 수상자를 발표했다. 올해는 캐럴린 버토지(56·여) 미 스탠퍼드대 교수, 모르텐 멜달(68·남) 덴마크 코펜하겐대 교수, 배리 샤플리스(81·남) 미 스크립스 연구소 교수 3명의 화학자가 공동 수상자로 결정됐다.

노벨상위원회는 이들 연구진이 분자를 쉽고 빠르게 결합하는 ‘클릭 화학(click chemistry)’과 ‘생물 직교 화학(bioorthogonal chemistry)’의 발전에 기여한 공로로 노벨화학상을 수상하게 됐다고 밝혔다.

클릭화학은 레고 블록을 끼우는 것처럼 혹은 마우스로 클릭하듯 유기체 내부에서도 간단하게 화합물을 만들어내는 방법으로 화학 분야에서 혁명을 일으켰다고 노벨상위원회는 평가했다.

복잡한 분자를 생성할 때 명쾌하고 효율적인 화학 반응법으로 기능하는 클릭화학은 현재 다양한 분야에 적용되고 있다. 제약산업에서는 손쉽게 신약을 합성할 수 있게 되었으며 그 외 기능성 고분자 개발, DNA 매핑, 다양한 형태의 생체 모방, 바이오 이미징 등 폭넓은 분야에서 활용되고 있다.

3명의 수상자는 1000만크로나(약 13억원)의 상금을 균등하게 나눠 갖게 된다.

▲ 2022년 노벨화학상을 공동 수상하게 된 캐럴린 버토지 미 스탠퍼드대 교수**(왼쪽부터)**, 모르텐 멜달 덴마크 코펜하겐대 교수, 배리 샤플리스 미 스크립스연구소 교수. [사진=노벨위원회]

샤플리스 교수의 경우 이번이 두번째 노벨화학상 수상이라 더욱 주목받고 있다. 21년 전인 2001년 그는 “금속 촉매를 이용한 비대칭 산화 반응”에 대한 연구로 노벨상을 수상한 바 있다.

샤플리스 교수 이외에도 역대 2회 노벨상 수상자들에는 미국인 과학자 존 바딘, 폴란드 출신의 프랑스 물리학자·화학자 마리 퀴리, 미국 과학자 라이너스 폴링, 영국 화학자 프레데릭 생어 등이 있다.

노벨상위원회가 발간하는 잡지 케미스트리 월드(Chemistry World)의 필립 브로드위드 박사는 이번 노벨상 수상이 수년 동안 예견되어 왔다며 이들 연구에 관해 “화학 반응을 궁극적으로 제어하는 것”이라며 3인의 업적을 높이 샀다.

브로드위드 박사는 샤플리스가 ‘클릭 화학’이라는 용어를 만들었다고 설명했다. 샤플리스 교수는 빠르고 깨끗하게 원치 않는 부산물의 발생 없이 화합물을 쉽게 만들어내는 반응이란 뜻으로 클릭 화학이라고 명명했다. 첫 번째 클릭 반응 중 하나는 ‘구리 촉매 아지드-알킨 고리 첨가 반응(the copper catalyzed azide-alkyne cycloaddition)’으로 샤플리스 교수와 멜달 교수가 각각 독자적으로 개발했다. 이후 합성화학의 자체 분과로 싹트게 됐다고 덧붙여 설명했다.

요한 아크비스트 노벨화학위원회 의장은 클릭 화학에 대해 작은 화학 버클을 분자 블록에 부착하여 서로 연결하는 것이라고 비유했다.

수상자들이 개발한 화학반응법은 과학자들이 새로운 유형의 생체분자를 만들 수 있도록 기여했다. 또한 의학분야에서는 표적항암약물을 전달하는 물질을 만들 때 활용되고 있다고 설명했다.

버토지 교수는 노벨 역사상 노벨화학상을 수상한 8번째 여성이다. 2020년에는 프랑스 출신의 에마누엘 샤르팡티에 막스플랑크연구소 교수 · 제니퍼 다우드나 캘리포니아대 생화학자 2명의 여성이 유전자 가위를 활용한 유전자 편집법을 개발한 공로로 노벨화학상을 공동 수상했다.

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