복어독의 대량생산이 가능할지도 모르겠습니다.
미국 뉴욕대(NYU)에서 이뤄진 연구에 따르면 복어독으로 알려진 테트로도톡신을 인공적으로 합성하는 간단한 방법을 발견했습니다.
청산가리의 850배의 독성을 가지며, 300도로 가열해도 손상되지 않는 테트로도톡신은 '가장 강력한 천연 신경독' 중 하나로 알려져 있으며 인공합성 시도는 100년 이상 지속되어 왔으나 이번 연구를 통해 비로소 대량생산의 길이 열리게 되었습니다.
테트로도톡신에는 신경 활동을 강력하게 차단하는 효과가 알려져 있어서 약으로 이용할 수 있게 된다면 '통증'이 뇌로 전달되는 것을 막는 유망한 '진통제'로서 기능할 것으로 기대되고 있습니다.
본 연구 내용의 자세한 것은 2022년 7월 21일에 'Science'에 게재되었습니다.
요약
- 드디어 복어독의 간단한 '인공 합성법'이 개발된다!
- 복어독 인공합성 시도의 역사는 1세기에 이른다
드디어 복어독의 간단한
'인공 합성법'이 개발된다!
복어독으로 알려진 테트로도톡신(TX)은 인류가 아는 가장 강력한 천연 신경독 중 하나입니다.
테트로도톡신은 신경세포의 전기활동을 관장하는 단백질(나트륨 이온채널)의 활동을 정지시키는 효과가 있어 사람이 섭취했을 경우의 치사량은 불과 1~2mg에 불과합니다.
또한 흥미롭게도 이 강력한 독소는 복어 자신이 생산하는 것이 아니라 복어가 먹는 조개와 불가사리에 포함된 세균에서 생산하고 있는 것으로 밝혀졌습니다.
복어들은 테트로도톡신 냄새가 나는 먹이를 선호하는 습성이 있었고 먹이를 통해 체내에 테트로도톡신을 축적해 자신이 포식자에게 먹힐 수 있는 것으로부터 회피하고 있었던 것입니다.
(※ 테트로도톡신은 복어뿐만 아니라 일부 문어와 개구리, 이모리, 달팽이, 박쥐 등 다양한 동물의 몸속에도 포함된 것으로 알려져 있습니다)
반면에 테트로도톡신이 가진 강력한 신경 차단 능력은 궁극의 진통제로서 작용할 수 있다는 것입니다.
우리들의 통증은 기본적으로 뇌에 신호가 전달될 때 비로소 지각이 됩니다.
따라서 테트로도톡신을 활용해서 신경 활동을 차단하는 약을 만들면 통증의 자극이 뇌로 전달되는 것을 막는 것이 가능해져 인간을 통증의 고통에서 해방시킬 수 있기 때문입니다.
그러나 테트로도톡신은 매우 복잡한 구조를 하고 있기 때문에 인공적으로 합성하는 것은 매우 어려웠습니다.
(※ 그동안 일본을 중심으로 다양한 인공합성방법이 개발되었으나 작업공정이 복잡하여 공업적인 대량생산으로 이어지지는 않았습니다.)
그래서 이번에 뉴욕대 연구자들은 시판 재료(글루코스 유도체)를 바탕으로 22단계의 공정을 거쳐 11%라는 높은 수율을 달성하는 방법을 개발했습니다.
여기서 수율이라 함은 합성에 사용한 재료에 대해 그것이 반응하여 목적한 물질을 어느 정도 만들 수 있는지를 나타낸 것입니다.
기존의 테트로도톡신 합성의 어려움 중 하나는 공정이 너무 많기 때문에 최종적으로 수율이 감소한다는 점에 있었습니다
여기서 22단계를 거쳐 11% 수율이라고 하면 적다고 느껴질 수 있지만 이는 기존 방법에 비해서 공정 수가 3분의 1이고 수율도 10배로 개선됐다는 것입니다.
연구자들은 인터뷰에서 이번의 새로운 방법은 "기존 방법의 30배 효율적이다"라고 말하고 있습니다.
복어독 인공합성 시도의 역사는
1세기에 이른다
이번 연구를 통해 복어독을 인공적으로 합성하는 효율적인 방법이 제시됐습니다.
테트로도톡신의 합성 기법은 컴퓨터 기술에 있어서의 원주율과 비슷한 존재로, 발견으로부터 1세기 이상에 걸쳐 합성 화학에 있어서는 기술 발전의 지표가 되어 왔습니다.
복잡한 구조를 가진 테트로도톡신을 어떻게 쉽고 효율적으로 만들 수 있는지에 많은 연구자들이 도전하면서 기술 발전에 크게 기여해 온 것입니다.
또한 연구자들은 "테트로도톡신이 갖는 강력한 신경 차단 효과는 의존성이 없는 궁극의 진통제를 개발하는 데 큰 힌트가 될 수 있다"라고 말합니다.
신경세포의 활동을 직접적으로 침묵시키는 효과를 이용할 수 있다면 통증이 뇌로 전달되는 것을 막을 수도 있기 때문입니다.
(※ 경고 생복어독을 진통제로 사용하면 안 됩니다)
관련 원문은 아래 링크를 참고하세요.
A concise synthesis of tetrodotoxin
https://www.stylec.co.kr/short/uys9AuaA0q
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