한국과학기술원(KAIST)이 21종의 반응물을 동시에 정밀 분석할 수 있는 인공지능(AI) 기반 신약 발굴 기술을 개발했다.
임산부의 입덧 완화를 위해 개발된 탈리도마이드는 광학 이성질체(동일한 화학식을 갖지만 배치가 달라 광학 활성이 다른 화합물) 특성상 한쪽 이성질체는 진정 효과가 있지만 다른 이성질체는 기형을 유발하는 부작용을 일으킨다.
이와 같이 신약 개발 과정에서는 원하는 광학 이성질체만을 선택적으로 합성하는 비대칭 촉매반응 기술이 관건이다.
다만, 기존 분석법은 단일 기질에 대해 각각 수율과 광학 활성을 측정한 뒤 크로마토그래피 기반 분리 과정을 거쳐야 해 시간과 자원이 많이 들었다.
화학과 김현우 교수 연구팀은 고해상도의 불소 핵자기공명 분광기를 이용해 다수의 반응물을 동시에 투입한 후 평가할 수 있는 비대칭 촉매반응 기술을 개발했다.
불소 작용기를 생성물에 도입하고 자체 개발한 카이랄 코발트 시약을 적용해 모든 광학 이성질체를 명확하게 정량 분석할 수 있다.
연구팀은 분광기를 활용해 21종 기질의 비대칭 합성 반응을 단일 반응 용기에서 동시에 수행하고 생성물의 수율과 광학 이성질체 비율을 별도의 분리 과정 없이 정량 측정하는데 성공했다.
신약 개발을 위한 실험 설계와 수행은 물론 반응 결과 분석까지 자동화함으로써 AI 기반 자율합성(AI를 활용해 화학물질 합성 과정을 자동화하고 최적화하는 첨단기술) 구현에 기여할 것으로 기대된다.
연구 성과는 국제 학술지 미국화학회지(Journal of the American Chemical Society) 5월27일 온라인판에 게재됐다. (강)