이산화탄소가 비천연 아미노산으로 전환되는 개요도/GIST 제공

GIST(광주과학기술원) 홍석원 교수 연구팀이 빛 에너지를 활용해 온실가스인 이산화탄소를 고부가가치 물질인 비천연 감마아미노산으로 전환하는 기술을 개발했다.
감마아미노산은 뇌의 주요 억제 신경 전달 물질이며 의약물질로 사용된다.
비천연 감마아미노산은 의약품 및 건강식품의 핵심 원료로 사용되며 파킨슨, 헌팅턴병과 같은 중추신경계 질병의 치료제로 사용된다.
이번 기술 개발은 치료제 생산 외에도 지속가능한 탄소원의 재활용 기술에 활용될 수 있다는 점에서 의미가 크다는 평가를 받고 있다.
비천연 감마아미노산은 생리활성을 갖는 의약물질로 사용되지만 자연계에는 존재하지 않기 때문에 반드시 합성을 통해서만 얻을 수 있다.
합성하는 다양한 방법들이 존재하지만 다단계반응이거나 독성 및 폐기물이 상대적으로 많이 발생되는 단점이 있다.
비천연 감마아미노산은 특정 위치에 다양한 종류의 작용기가 존재하는 것이 특징이다.
이산화탄소를 이용한 합성 방법으로 비천연 감마아미노산의 특정 위치에 작용기를 도입하는 것은 기존 기술로 불가능했다.
연구팀은 빛 감응이 가능한 이리듐 촉매를 이용하여 잠재력을 갖는 유기물질인 알렌(불포화도를 갖는 탄화수소 화합물)에 이산화탄소와 아민을 이중기능화해 비천연 감마아미노산을 선택적으로 최대 96% 수율로 얻는데 성공했다.
홍석원 교수는 “합성된 비천연 감마아미노산은 기존에 알려지지 않은 물질로, 추가적인 처리를 통해 다양한 종류의 중추신경계 장애 치료 물질의 재료로 사용될 가능성이 무궁무진하다”며 “가시광을 이용하여 온실가스인 이산화탄소를 의약 후보물질로 전환할 수 있게 되었다는 점에서 의의를 가진다”고 밝혔다.

    홍석원 교수/GIST 제공

이번 연구 성과는 Chemistry, Organic 분야 상위 7% 논문인 ‘오가닉 레터스(Organic Letters)’에 표지논문으로 선정되어 지난 4월 29일 온라인으로 게재됐다.

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