생합성 모사한 열린 비타민 B3 합성법 개발

비타민 B3와 다른 생리활성 물질의 결합을 통한 새로운 분자설계 실마리

개요

박승범 교수(서울대학교) 연구팀이 다양한 전통천연물과 약용물질에 많이 포함된 질소화합물의 일종인 (아자)인돌 유도체로부터 비타민 B3가 포함된 다양한 저분자 물질을 얻을 수 있는 단일반응을 개발했다.
과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구지원사업과 바이오의료기술개발사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 Nature Communications 12월 9일에 게재되었다.

연구 내용

연구팀은 천연화장품이나 기능성 식품에 많이 포함되어 있는 비타민 B3와 항염증제나 항바이러스제 등에 응용되는 헤테로아릴 아민을 결합시킨 단일분자를 얻고자 하였다.
이 때, 비타민 B3가 필수아미노산인 트립토판의 인돌고리를 재구조화하여 생합성되는 것에서 착안하여 포밀(아자)인돌의 탄소-질소 결합 끊음 방법론을 개발하여 비타민 B3와 헤테로아릴아민이 직접 결합된 약물-약물 결합체를 만들었다.
본 방법론은 전이금속 촉매를 활용하지 않아 친환경적이고 기존의 전이금속 촉매 반응에 적용할 수 없는 할로겐 작용기와 붕산에스터 작용기를 포함한 비타민 B3-헤테로아릴아민 결합체를 만들어내는데 성공하였다. 단순한 비타민 B3-헤테로아릴아민 결합체에서 더 나아가 실제 비타민 B3가 포함된 다양한 약리물질에 헤테로아릴아민을 연결한 결합체 구조 또는 실제 헤테로아릴아민 약물에 비타민 B3가 연결된 결합체 구조를 자유롭게 합성함으로서 실질적인 비타민 B3 약물과 헤테로아릴아민 약물 간의 약물-약물 결합체들을 합성할 수 있었다.
약물-약물 결합체의 효과적인 합성과 더불어 본 방법론을 (아자)인돌을 포함한 전통천연물과 기존 약물에 적용하여 합성단계 후반의 분자 변형을 통한 전통천연물과 약물의 골격 재구조화를 성공적으로 수행하였다.

기대 효과

합성된 다양한 비타민 B3-헤테로아릴아민 결합체들 및 약물-약물 결합체들을 통해 다양한 생리활성 물질을 발굴할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 비타민 B3와 헤테로아릴아민간의 결합체뿐만 아니라 다양한 아릴-아릴 결합체를 합성하여 새로운 분자다양성을 확보할 수 있는 새로운 신약 후보물질들을 확보할 수 있다는 것에 의의가 있다.