가시광선을 활용한 새로운 약물 개발 경로: 의약품 안정성을 높이는 혁신적 발견

Seoul미시간 대학교의 화학자들은 가시광선을 사용하여 새로운 방식으로 아제티딘을 만드는 방법을 발견했습니다. 아제티딘은 안정적이어서 약물 제조에 중요합니다. 이 연구는 화학자 코리나 쉰들러가 이끄는 팀에 의해 진행되었으며, 그 결과는 Science 저널에 발표되었습니다. 이 새로운 방법은 이전 기술들보다 더 안전하고 간편합니다.

아제티딘은 질소를 포함한 화학 구조로, 전체 약물의 약 60%에서 발견됩니다. 이러한 구조는 최소한 하나의 질소 원자를 포함하는 고리를 가지고 있습니다. 가장 흔한 형태는 고리 안에 다섯 개 또는 여섯 개의 원자를 포함하고 있습니다. 그러나 이러한 고리는 안정성이 낮아 체내에서 쉽게 분해되어 약물의 효과를 감소시킬 수 있습니다.

Schindler의 팀은 안정적인 4원자 고리 구조를 가진 모노사이클릭 아제티딘을 사용하는 방안을 제안했습니다. 그러나 아제티딘을 제조하는 것은 어려운 일입니다. 주요 반응들은 다양하지 않거나 특정 유형의 아제티딘만 생산하므로 각기 다른 약물을 만들기 위해서는 다양한 유형이 필요합니다.

연구진은 단일 고리 아제티딘을 생성하기 위해 [2+2]-사이클로부가 반응법을 사용했습니다. 이 방법은 빛을 활용하여 원자나 분자를 반응시키는 것이 특징입니다. 그들은 출발 물질로 아실리크 이민과 알켄을 사용했으며, 이러한 물질들은 변형이 용이하여 다양한 제품을 생산할 수 있습니다.

이 방법의 특별한 점은 다음과 같습니다:

• 눈에 보이는 빛을 사용하여 자외선보다 안전합니다
• 광촉매를 활용해 들뜬 상태에 도달합니다
• 다양한 이미노 화합물과 알켄을 사용하여 다양한 제품을 얻을 수 있습니다

주 저자인 에밀리 웨어링은 자외선보다 가시광선을 사용하는 것이 더 안전하고 간편하다고 설명합니다. 이 새로운 방법은 특정 이미노와 알켄을 가시광선과 결합하여 반응을 개선합니다. 이 접근법은 원하는 결과를 얻기 위해 아자 파테르노-부치 반응을 사용합니다.

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그 팀은 MIT 연구원 헤더 쿨릭과 협력하여 계산 분석을 수행했습니다. 쿨릭의 연구실은 특정 이미노와 알켄이 반응의 난이도를 줄인다는 것을 발견했습니다. 또한 높은 수율의 아제티딘을 얻는 방법을 확인했습니다.

대학원생 세렌 파리크와 박사후 연구원 유청 예는 이 방법을 실험하여 다양한 이미네 및 알켄 화합물에 효과가 있음을 증명했습니다. 이들은 생물학적으로 중요한 여섯 가지 아제티딘 화합물을 생성했습니다. 예로는 아제티딘을 에스트로겐 유도체에 결합시키고, 암세포에 독성을 나타내는 페나레시딘 B 유사체를 합성하는 것을 포함합니다. 이는 [2+2]-고리화 첨가법을 사용한 페나레시딘 B의 첫 번째 전합성을 의미합니다.

이 반응에 대한 이해는 이후 유사한 반응을 만들어내는 데 도움이 됩니다. 신들러는 이 접근법이 새로운 반응을 개발하는 데 명확한 계획을 제시한다고 생각합니다. 연구자들은 이제 이전에는 찾기 어려웠던 중요 구성 요소들을 얻을 수 있게 되었습니다.

이번 발견은 다양한 약물을 제조하는 데 중요한 아제티딘을 만들기 위한 더 쉽고 안전한 방법을 제공합니다. 제약 회사들은 이제 이 방법을 이용하여 다양한 종류의 약물 생산에 활용할 수 있습니다.

미시간 대학교 연구팀은 가시광선을 활용하여 더 안전한 방법으로 안정적인 아제티딘 화합물을 생산하는 데 성공했습니다. 이 연구는 의약품 개발을 더욱 빠르고 유연하게 개선할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.