금속 구리는 항감염 나노입자 및 임플란트를 포함한 많은 혁신에 사용되어 의학계에서 낯선 것이 아닙니다. 그러나 일부 UCLA 화학자들은 아직 이러한 방식으로 구리를 사용하지 않았으며 향후 더 간단하고 저렴한 약물 생산을 위한 길을 열었습니다.
오존(산소의 일종)을 시약으로, 금속을 촉매로 사용하여 과학자들은 다양한 유형의 유기 분자의 탄소-탄소 결합을 끊을 수 있었습니다. 오존은 탄소-탄소 결합을 탄화수소(알켄이라고 함)로 분해하고, 구리 촉매는 깨진 탄소-탄소 결합을 질소와 결합하여 탄소-질소 결합, 즉 아민이라는 분자를 형성합니다. 아미노드 알켄화(aminode-alkenation)로 알려진 이 공정은 전통적으로 아민을 개발하는 데 사용되는 다른 유사한 촉매보다는 풍부하고 값싼 금속을 활용합니다.
유기화학과 권오현 교수는 "이전에는 이런 일이 없었다. 전통적인 금속 촉매반응에서는 백금, 은, 금, 팔라듐 등 고가의 금속은 물론 로듐, 루테늄, 이리듐 등 기타 귀금속도 사용한다"면서 "그러나 우리는 세계에서 가장 풍부한 비금속 중 하나인 산소와 구리를 사용한다"고 말했다.
아민은 식물과 동물의 분자와 강한 상호작용을 하기 때문에 의약품, 비료 등 농약 생산에 널리 사용됩니다. 그리고 이름에서 알 수 있듯이 암페타민과 도파민도 아민입니다. 이 다재다능한 조합을 통해 팀은 호르몬, 제약 시약, 펩타이드 및 뉴클레오시드를 아민으로 변형할 수 있었으며 이는 이 새로운 접근 방식이 광범위한 응용 가능성을 가지고 있음을 나타냅니다.
하지만 권씨에게 가장 큰 매력은 더 저렴한 약품을 생산할 수 있다는 점일 것이다. 일부 항암제에 사용되는 화학 물질은 제약 회사에서 그램당 3,200달러의 비용이 들지만, 연구자들은 생산하는 데 그램당 약 3달러가 드는 화학 물질을 사용하여 동일한 약물 분자를 생산할 수 있습니다.
연구팀은 현재 필요한 12개 정도의 단계를 단 3개의 화학적 단계만으로 항암 c-Jun N말단 키나제 억제제를 생산했다.
또 다른 실험에서 이 방법은 그램당 10센트 미만의 비용이 드는 신경 전달 물질이자 DNA 빌딩 블록인 아데노신을 단 한 단계만으로 N6-메틸아데노실아민으로 전환했습니다. 이 아민은 세포 유전자 발현, 질병 과정 및 발달을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 현재 생산비용은 그램당 약 103달러이다.
구리는 현재 풍부하고 가격이 파운드당 4달러 미만이기 때문에 과학자들은 이 새로운 접근 방식이 다양한 아민 약물과 기타 유기 물질을 위한 보다 저렴한 시장을 열 수 있기를 바라고 있습니다.
해당 연구는 사이언스 저널에 게재됐다.