이번 2022 노벨화학상으로는 클릭화학과 생물직교화학으로 선정이 되었는데요.
이름만 들었을 때는 정확히 어떤 걸로 받았는지 이해하기 어려운 것 같아서 각각의 용어에 대한 설명이 필요할 것 같아요.
클릭화학(Click Chemistry)이라는 용어의 사용은 1994년부터 논문들에서 사용되기 시작했습니다.
Sharpless 박사는 클릭화학을 다양한 구조들에 적용가능하고, 수득률이 높으며, 부산물이 무해하고, 정제하는데 큰 어려움이 없는 반응이라고 정의하였습니다. 이러한 클릭화학은 제약산업에 큰 관심을 이끌었는데요,
특히 Drug Delivery System(DDS)의 nanomedicine에서의 주 관심사인 약물과 운반체간 연결(linker chemistry)와 많은 관련성이 있습니다. 운반체에 연결된 약물은 신체 내 다양한 환경을 이겨내고 목표한 곳까지 도달하기 위해 다양한 필요조건들이 있는데, click chemistry가 이를 해결할 수 있는 방법으로 대두되었습니다.
클릭화학에 관련된 대표적인 반응은 오른쪽 그림에 보이는 바와 같은 4가지 반응입니다. 이 중 첫번째 Cycloaddition 특히 구리를 촉매로한 아자이드와 알카인 말단을 연결하는 반응이 가장 많이 쓰이는 반응입니다.
반응 메커니즘에 관한 디테일한 설명은 차치하고 이러한 발견이 제약산업에 어떠한 영향을 미쳤는지 이야기해보겠습니다.
이것또한 구체적인 메커니즘으로 설명하자면 이야기가 너무 길어져서 간략하게 말씀드리면 약물과 운반체 사이를 연결하는데 있어서 click chemistry 를 이용하여 이전보다 훨씬 더 효율적으로 가능하게 되었다. 정도로 이해하고 계시면 되고 그러한 예들로는 아래와 같은 ADC 약물이 있겠습니다.
- 애드세트리스 (브렌툭시맘 베도틴)
- 티브닥 (티소투맙 베도틴)
- 엔허투 (트라스투주맙 데툭스테칸)
하지만 이러한 클릭화학에서 사용되는 구리는 체내에 유해할 수 있다는 한계가 있는데 이를 해결하기 위해 연구된 것이 생물직교화학입니다.
지성질문1] 2022 노벨화학상인 클릭화학과 생물직교화학에 대해 설명해 보세요
여기서 '클릭'은 말 그대로 서로 다른 2개의 작용기가 만났을 때 마치 마우스를 누르듯 결합하는 반응을 의미합니다. 열을 가하거나 별도의 촉매를 추가하지 않아도 인체 온도와 같은 조건에서 화학결합을 만들어낼 수 있어 신약 개발에 매우 유용합니다. '생체직교'는 이러한 작용기가 생체 내의 다른 단백질이나 유기물과 상호작용하지 않고 오직 정해진 파트너와만 상호작용을 한다는 의미
지성질문2] 최근 항암제 분야에서 주목받는 ADC에 관해 설명해보세요
최근 항암제 분야에서 주목받고 있는 항체약물접합체(Antibody Drug Conjugate·ADC)입니다. ADC는 특정 단백질을 정밀하게 표적하는 ‘항체(Antibody)’에 강력한 세포사멸 기능을 갖는 ‘약물(Drug)’을 링커로 연결해 만드는 신약입니다.
지성질문3] ADC 에서 linker가 가져야할 특징 2가지를 설명해보세요
1. target site 도달 하기 전까지는 liker와의 결합이 유지되어야한다
2. target site 도달 한 후에는 linker의 결합이 풀려야한다.
지성질문4] FDA에서 승인받은 ADC 약물 중 알고있는 것에 대해 설명해보세요
1. MYOTARG- (gemtuzumab ozogamicin)
2. ADCETRIS (Bretuximab vedotin)
3. KADCYLA (Trastuzumab-emtansine)
REFERENCE
01. Click Chemistry, a Powerful Tool for Pharmaceutical Sciences - Christopher D.Hein, Xin-Ming Liu and Dong Wang
02. https://www.sedaily.com/NewsView/26C990KX62
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