KAIST 화학과 박윤수 교수팀이 신약 개발의 꿈의 기술로 불리는 '단일 원자 편집 기술'을 세계 최초로 성공했습니다. 퓨란의 산소 원자를 질소로 바꿔 피롤로 전환하는 기술을 개발한 것입니다. 피롤은 제약 분야에서 중요한 분자 골격으로, 이번 연구는 신약 개발의 중요한 발판이 될 수 있습니다. 이 기술은 복잡한 화학구조를 단순화하여 약물 효능을 극대화하는 '단일 원자 효과'를 실현할 수 있게 해줍니다. 기존 기술들은 고온, 고압을 필요로 했지만, 이번 연구는 상온·상압 조건에서 가능한 광촉매를 도입해 혁신적이며 효율적입니다.
단일 원자 효과는 특정 원자가 약물의 효능을 결정하는 중요한 요소입니다. 특히, 질소와 산소 같은 원자는 바이러스 등 질병 치료에 있어서 약리효과를 극대화하는데 중요한 역할을 합니다. 하지만 이 과정은 복잡한 화학구조를 지니고 있어, 기존 방법들로는 고비용·다단계의 합성이 요구되었습니다.
연구팀은 가시광선에 활성을 보이는 새로운 광촉매를 도입하여, 퓨란의 산소 원자를 제거하고 질소를 결합하는 새로운 반응 메커니즘을 발견했습니다. 이에 따라 단일 원자 편집이 가능해져 약효를 높이는 피롤 구조로 전환할 수 있었습니다. 이 기술은 기존의 복잡한 합성 과정을 단순화시키고, 다양한 약물 개발에서 중요한 역할을 할 수 있습니다.
특히, 광촉매를 통해 이루어진 이번 연구는 빛을 활용하여 약물 분자 골격의 특정 원자를 선택적으로 편집함으로써 약물 효능을 극대화하는 새로운 길을 열었습니다. 이 기술은 신약 개발뿐만 아니라, 복잡한 천연물과 의약품에서도 목표 편집이 가능하게 해주는 혁신적 기술로, 제약 산업의 미래를 밝힐 수 있을 것으로 기대됩니다.
Q1: 단일 원자 편집 기술이 신약 개발 과정에서 기존 방식과 비교해 구체적으로 어떤 부분에서 비용과 시간을 줄일 수 있을까요?
Q2: 단일 원자 편집 기술이 약물의 부작용을 줄이거나 효능을 극대화하는 데 어떻게 기여할 수 있을까요?
Q3: 이 연구가 신약 개발 외에 적용될 수 있는 다른 산업 분야는 무엇일까요?
