독일의 연구자들이 세포 분열에 관여하며 인돌 알칼로이드(indole alkaloid)의 자연 생산물과 유사한 다중 고리화합물을 간단하고 빠르고 대량으로 생산하는 기술을 개발해 화제가 되고 있다.
그림: 자연적인 알칼로이드와 유사한 인돌퀴놀리진(indoloquinolizine)
도르트문트의 막스플랑크 분자생태학 연구소(Max Planck Institute for Molecular Physiology)의 Herbert Waldmann와 Kamal Kumar가 이끄는 연구팀은 인돌퀴놀리진(indoloquinolizine)이라는 분자가 세포 분열에 이상한 영향을 미친다는 것을 알아낸 뒤 이 화합물의 합성에 대한 연구를 수행하고 있다. 이에 대해 Waldmann는 학생 중 한 명이 나에게 이 화합물을 처리한 뒤 세포 분열에 대한 양상을 현미경으로 관찰해 달라는 것을 부탁했으며 그 결과 세포들이 둘로 나뉘어지는 것이 아니라 셋으로 나뉘어지는 매우 이상한 현상을 관찰할 수 있었다.”고 말했다.
연구자들은 즉시, 자연계에서 발견되는 수 많은 다고리 인돌알카로이드(indole alkaloids)와 유사한 중심 4중고리 스캐폴더를 지닌 다중 인돌퀴놀리진(indoloquinolizine)을 만드는 직접적인 방법을 연구하기 시작했다. 연구팀은 이미 두 개의 전자 친핵위치(electrophilic sites)를 포함하고 있는 삼중고리 벤조피논(tricyclic benzopyrones)을 합성하기 위한 방법을 고안했으며 트립타민 합성물(tryptamine derivative)을 지닌 이들 화합물들의 반응이 전제가 되는 사중고리 중심을 생산할 것이라고 추측했다.
이 방법은 결과가 뛰어난 것으로 입증되었으며 9개의 서로 다른 화학적 변형을 포함하는 12단계의 반응으로 결과가 유도되었다. 상업적으로 이용할 수 있는 초기 기질을 변화시켜 서로 다르게 치환된 인돌퀴놀리진을 생산할 수 있었다.
이에 대해 Kumar는 “생산량은 12단계의 긴 반응 동안에도 예외적으로 높았다. 우리는 최초로 20-90%까지의 생산량을 지닌 26개의 변형 화합물을 만들었다고 보고했다. 이러한 방식으로 우리는 대략 50여 개의 화합물을 만들었다.”고 말했다. 세포가 분자들에 노출되면, 많은 경우 세포분열에 손상이 일어난다. 이에 대해 Waldmann는 “그 화합물은 세포의 교사에 해당하는 센트로솜(centrosome)이라고 불리는 기관에 작용한다.
그것은 어떻게 하나에서 둘을 셀 수 있는지를 가르친다. 센트로솜은 두 개의 딸 세포를 만들기 위해 복제될 필요가 있다. 만약 이러한 메커니즘이 망가진다면 세포 분열은 손상을 받게 되고, 궁극적으로 프로그램화된 세포 사멸(programmed cell death)을 맞이하게 된다.”고 말했다. 이에 대한 보다 자세한 연구 결과는 그 새로운 화합물들이 센트로솜과 관련된 두 핵심 단백질들과 관련성을 지니고 있다고 한다. Waldmann는 그들의 세포에 대한 항증식성(antiproliferative) 때문에 그 분자들은 항암 약물의 후보가 될 수 있다고 말한다.
영국 암센터에서 센트로솜 생물학(centrosome biology)을 연구하고 있는 Fanni Gergely도 이에 대해 동의하며 “이 자연 생산물에서 영감을 얻은 화합물들은 높은 생활성을 보여주며 따라서 신체에서 특이적인 과정들을 조절하는 약물들을 찾는데 많은 도움을 준다. 이 새로운 연구는 미래의 약물 발견 프로그램을 위해 중요한 화합물을 효과적으로 생산하는 방법을 보여주고 있다.”고 덧붙였다.
출처: 경기과학기술진흥원
원본출처: rsc.org |