노벨화학상에 佛 카강·日 소아이... 비선형 효과·자가촉매 작용 발견
비대칭 유기합성 연구에 기여한 앙리 카강 프랑스 파리쉬드대 교수(95)와 소아이 겐소 일본 도쿄이과대 교수(76)가 올해 노벨 화학상 수상자로 선정됐다.
스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 7일(현지시간) 비대칭 유기합성에서 비선형 효과와 자가촉매 작용을 발견한 공로로 카강 교수와 소아이 교수를 올해 노벨 화학상 수상자로 선정했다고 발표했다.
하이너 린케 노벨 화학위원회 위원장은 "동형 카이랄성이 어떻게 자발적으로 출현할 수 있는가 하는 100년 넘는 화학적 미스터리에 해답을 제시했다"고 평가했다.
동형 카이랄성은 생명체를 구성하는 분자들이 서로 거울상인 두 형태 가운데 한쪽 형태만 선택적으로 띠는 현상을 말한다. 아미노산 등 일부 분자는 사람의 양손처럼 서로 거울에 비친 두 형태로 존재하지만, 생명체는 거울상 분자 중 하나만 포함하고 있다. 인간의 단백질을 구성하는 아미노산이 대부분 왼손 형태(L형)인 것이 대표적이다. 이러한 비대칭성이 어떻게 생겨났는지는 오랫동안 화학계의 난제로 남아 있었다. 의약품 역시 거울상에 따라 약효가 달라질 수 있어 원하는 형태의 분자를 선택적으로 합성하는 것이 중요하다.
두 수상자는 동형 카이랄성으로 이어지는 화학반응을 유도할 수 있는 방법을 발견, 이 난제를 푸는 데 기여했다.
카강 교수는 2001년 노벨 화학상을 받은 비대칭 촉매 합성 연구의 근본 원리를 규명한 연구자다. 1986년 화학반응을 조작하는 새로운 방법을 제시했고, 비대칭 반응에서 촉매의 비대칭 비율과 합성된 물질의 비대칭 비율이 일대일로 선형 대응하지 않는 '비선형 효과'를 발견했다.
소아이 교수는 1995년 생성물 자체가 반응을 촉진하는 자가촉매 작용을 통해 동형 카이랄성을 띨 수 있는 화학반응인 '소아이 반응'을 설계했다. 1%의 작은 비대칭 촉매만으로도 자연의 아미노산과 당, DNA처럼 99% 이상의 비대칭 물질을 만들 수 있다는 사실을 발견했다. 나아가 단백질과 당, DNA 등의 선택성과 같은 생명의 근원도 이 같은 방식으로 두 거울상 가운데 하나가 선택적으로 만들어지는 과정으로 설명할 수 있다는 가설을 제시했다.
두 연구자의 발견은 생명체가 왜 두 거울상 분자 가운데 한쪽 형태를 선택해 사용하는지를 이해하는 데 중요한 단서를 제공했다는 평가다. 비대칭 합성 연구는 원하는 거울상 분자를 선택적으로 만들어야 하는 의약품 개발에도 활용될 수 있다.
[email protected] 최혜림 기자
