부작용 없앤 의약품 개발 가능성↑…소리로 쌍둥이 분자 격리

기초과학연구원(IBS) 복잡계 자기조립 연구단 김기문 단장 연구팀은 소리를 이용해 서로 다른 성질을 가진 쌍둥이 분자들을 공간적으로 분리하는 데 성공, 의약품의 부작용을 없앨 가능성을 높였다고 16일 밝혔다.

자연계에도 쌍둥이 분자가 있는데, 쌍둥이의 성격이 서로 다르듯 쌍둥이 분자 역시 서로 완전히 다른 성질(키랄성)을 갖곤 해 반대 성질 분자는 사용하지 못하거나, 오히려 해로운 작용을 하는 경우도 빈번하다.

1950년대 유럽에서 판매된 약물 탈리도마이드(Thalidomide)는 의약품 개발 때 이런 성질을 고려하는 게 중요하다는 사실을 보여주는 사례다.

탈리도마이드의 쌍둥이 분자 중 한쪽은 입덧을 완화하는 효과가 있었지만, 반대쪽은 혈관 생성을 억제하는 부작용을 일으켰다. 이로 인해 1만명 넘는 기형아가 태어났다.

이런 쌍둥이 분자는 용액 안에서도 늘 함께 존재하기 때문에, 따로 분리하기 어렵다는 것이 정설이었다.

연구진은 소리를 이용해 용액 안에서 쌍둥이 분자들을 분리하는 아이디어를 냈다.

스피커 위에 접시를 올려둔 뒤 주파수 100㎐ 이하의 소리를 재생하면, 미세한 상하 진동으로 접시 안에는 동심원 모양의 물결이 생긴다.

물결에는 움직이지 않는 마디 부분과 주기적으로 상하운동을 하는 마루와 골이 있는데, 이 중 마디는 일종의 ‘가림막’ 역할을 한다. 마디를 경계로 용액이 서로 섞이지 않고, 구획화하는 현상이 나타난다.

연구진은 이런 특성에 착안해 마디를 경계 삼아 서로 다른 성질을 보이는 쌍둥이 분자를 격리하는 데 성공했다.

김기문 단장은 “부작용을 없앤 의약품을 제조하는 등 키랄성 물질의 분리·조절이 필요한 여러 화학 반응에서 획기적 도구로 사용되길 기대한다”고 말했다.

연구 결과는 이날 화학 분야 국제학술지 켐(Chem)에 실렸다.

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