美 버르토지-샤플리스, 덴마크 멜달 ‘클릭화학, 생체직교화학’ 개척업적
샤플리스 박사, 2001년 노벨화학상에 이어 21년만에 두 번째 노벨상
“60대 시작한 연구업적으로 수상한 것은 노벨상 역사상 처음일 것”

2022년 노벨과학상의 대미를 장식한 화학상은 원하는 물질과 생체물질의 결합을 유도할 수 있는 분자반응을 개발한 미국과 덴마크 과학자 3명에게 돌아갔다. 이번 노벨화학상에서는 21세기 들어 두 번째 노벨상을 수상해 노익장을 과시한 연구자도 탄생했다.

스웨덴 왕립과학아카데미 노벨위원회는 5일(현지시간) 올해 노벨 화학상 수상자로 캐롤린 버르토지(56) 미국 스탠포드대 교수, 모르텐 멜달(68) 덴마크 코펜하겐대 교수, 배리 샤플리스(81) 미국 스크립스연구소 박사를 선정했다고 밝혔다. 노벨위원회는 “이번 수상자들은 ‘클릭화학’과 ‘생체직교화학’이라는 분자합성의 새로운 분야를 개척했다”고 평가했다. 특히 샤플리스 박사는 2001년 노벨화학상을 공동 수상한 것에 이어 21년 만에 다시 한 번 똑같은 분야에서 수상의 기쁨을 누리게 됐다.

버르토치 교수는 생체 합성 과정에서 다른 생체 분자와는 반응하지 않고 원하는 분자와만 선택적으로 결합하는 반응을 연구하고 여기에 ‘생체직교화학’이라는 이름을 처음으로 붙였다. 생체직교화학은 세포 내 특정 생화학 물질과만 반응할 수 있도록 한 것이다. 즉 DNA는 DNA, RNA는 RNA에만 선택적으로 반응한다는 점을 보여준 것이다. 버르토치 교수의 연구는 암과 다른 질병에 관한 세포 반응 과정을 이해하는데 있어서 매우 중요한 의미를 갖는다.

샤플리스 박사는 이번 노벨상 수상으로 7번째 노벨상 2회 이상 수상자로 기록됐고, 같은 분야에서 노벨과학상을 수상한 3번째 연구자가 됐다. 노벨화학상 분야만 본다면 1958년과 1980년 2회 수상한 프레데릭 생어 박사 이후 두 번째이다. 샤플리스 박사는 현존하는 유기화학자 중 최고 대가로 2001년에는 전이금속인 타이타늄을 이용해 고혈압, 심장질환 등 치료제로 쓰는 글라이시돌이라는 신물질을 만든 공로로 노벨화학상을 공동 수상했다. 이번 수상업적인 클릭화학은 노벨화학상을 받던 해인 2001년 5월 28일 처음 논문을 발표해 세상에 선보였다.

이에 이덕환 서강대 화학과 명예교수는 “노벨과학상은 흔히 20~30대 젊은 시절 연구했던 성과로 받는 경우가 많지만 클릭화학은 샤플리스 박사가 60대에 만들어 낸 연구성과”라며 “이렇게 노년의 연구 성과로 노벨상을 받은 것은 처음으로 과학자에게 연구는 평생의 업이라는 말을 그대로 보여주는 사례”라고 말했다.자연계에서 일어나는 분자합성은 몇 종류의 반응들을 이용해 탄소-탄소 결합이 형성되고 여기에 작은 분자들이 연결되면서 이뤄진다. 그렇지만 이를 실험실에서 구현하기에는 비용과 시간이 너무 많이 들게 된다. 이에 샤플리스 박사는 실험자가 원하는 특성을 가진 작은 분자들을 간단한 반응으로 블록 쌓듯이 연결하면 되지 않을까라는 아이디어를 제시했다. 레고블록을 서로 끼워 맞출 때 나는 ‘딸깍’(클릭)이라는 의성어를 이용해 ‘클릭화학’의 개념을 만든 것이다.

멜달 교수는 샤플리스 박사가 제시한 클릭화학을 ‘N=N=N 아자이드’라는 물질을 이용해 실제 활용 가능성을 보였다.

이동환 서울대 화학과 교수는 “자연계가 만들어 내 생체조건에서 일상적으로 일어나는 화학 반응을 실험실에서 인공적으로 쓸 수 있도록 만든 것이 클릭화학”이라며 “이번 수상자들은 제약합성을 할 ? 독성이 어디서 작용하는지를 빠르고 직관적으로 이해할 수 있게 만들어 임상시험에서 바로 사용할 수 있는 기술”이라고 설명했다.

이번 화학상 수상자들은 상금 1000만 스웨덴크로나(13억 70만원)를 3분의1씩 나눠 받게된다.