- UNIST 조재흥 교수팀, 탈포밀화 반응 중간체 분리·특성 분석 성공

조재흥(오른쪽) 교수와 손영진 학생.[UNIST 제공]
조재흥(오른쪽) 교수와 손영진 학생.[UNIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 그동안 이론적 존재 가능성만 확인됐던 활성 중간체가 국내 연구진의 실험을 통해 최초로 확인됐다. 이 물질은 성 호르몬을 바꾸는 화학반응의 중간 단계 물질로, 빠르게 생겼다 사라져 포착이 어려웠다. 이번 실험에서는 탈포밀화 반응의 새로운 화학반응 경로도 밝혀냈다. 탈포밀화 반응을 촉진하거나 늦추는 방식을 통한 성 호르몬 조절 약물 등의 개발에 도움이 될 전망이다.

울산과학기술원(UNIST) 화학과 조재흥 교수팀은 알데하이드 탈(脫)포밀화 반응의 활성 중간체인 ‘퍼옥시헤미아세탈 복합체’를 분리해내는 데 성공했다고 19일 밝혔다. 탈포밀화 반응은 알데하이드계 물질의 포밀기 부분이 분리되는 화학반응이다. 남성호르몬이 여성호르몬으로 바뀌는 등의 주요 생체 대사, 원유 정제 과정 중 알데하이드를 휘발유나 천연가스로 변환하는 화학공정에서 탈포밀화 반응이 일어난다.

연구팀은 생체효소 모방 물질인 ‘코발트-퍼옥소종’을 이용해 분리 가능한 ‘코발트-퍼옥시헤미아세탈 복합체’를 합성해냈다. 저온실험으로 코발트-퍼옥소종과 알데하이드를 반응시켜 코발트-퍼옥시헤미아세탈 복합체를 분리하고, 이 복합체의 각종 분광학적 특성을 최초로 분석했다.

이번 분석을 통해 퍼옥시헤미아세탈 복합체가 기존 제안된 이론과는 다른 방식으로 생성된다는 사실을 밝혀냈다. 실제 분리된 복합체를 분석한 결과 알데하이드의 카보닐기 부위가 코발트-퍼옥소종이 이루는 산소-산소 결합 사이에 삽입되는 방식으로 복합체가 만들어졌다. 기존에는 코발트-퍼옥소종이 카보닐작용기 부위를 공격해 복합체가 형성된다고 알려져 있었다.

코발트-퍼옥시헤미아세탈 복합체의 생성 단계를 거쳐서 진행되는 코발트-퍼옥소 화합물의 알데하이드 탈포밀화 반응도식.[UNIST 제공]
코발트-퍼옥시헤미아세탈 복합체의 생성 단계를 거쳐서 진행되는 코발트-퍼옥소 화합물의 알데하이드 탈포밀화 반응도식.[UNIST 제공]

조재흥 교수는 “주요 생리대사 반응인 탈포밀화 반응의 중간체를 최초 분리해 그 특성을 알아냈을 뿐만 아니라 이론적으로 제시됐던 기존 반응 경로와는 또 다른 반응 경로를 확인했다는 점에서 학술적으로 큰 의미가 있다”고 설명했다.

이어 “향후 호르몬의 전환을 조절하는 연구나 원유 정제 과정 중 알데하이드를 가스나 휘발유로 바꾸는 생체효소 모방 촉매 개발에 기여할 수 있을 것”이라고 기대했다.

이번 연구결과는 화학분야 국제학술지 ‘미국화학회 골드지(JACS Au)’에 10월 6일 온라인 게재됐다.


nbgkoo@heraldcorp.com