그린 케미스트리에 이어 소노 케미스트리 접목
국내 및 해외 대상으로 독자 기술 이전 추진 중
[더케이뷰티사이언스] 화장품 소재 및 원료의약품 전문기업 대봉엘에스(대표 박진오)가 '그린 케미스트리(Green Chemistry)' 공법과 '소노 케미스트리(Sono Chemistry)' 기술을 융합해 고순도 펩타이드 의약품을 개발했다.
대봉엘에스는 최근 지속가능한 발전을 위한 친환경 연구개발 방법인 그린 케미스트리를 추구하며, 친환경 용매인 이온성 액체(Ionic liquid), 공융 용매(Deep Eutectic solvent, DES) 등을 이용해 연구를 진행해왔다. 그 중 코로나19 사태에서 고령·만성질환의 환자 치사율이 높은 점을 고려해 대봉엘에스는 만성질환 관리뿐만 아니라 평상시 건강관리를 하는 예방적 베러 라이프(Better life)의 중요성을 파악했다. 이에 대부분의 만성질환을 유발하는 비만에 관한 연구를 진행했고, 그 결과 비만치료제 의약품인 ‘리라글루티드(Liraglutide)’를 새로운 방법으로 합성하는 데 성공했다.
활용된 융합기술 소노 케미스트리는 ‘초음파분사(Ultrasonication)’를 응용한 화학 반응으로 유기합성과 촉매와 같은 화학 반응을 강화, 가속화할 수 있는 특징이 있다. 화학 반응 속도, 불균질 시스템에서 액체-고체 계면의 매우 큰 압력과 고온 작용(Cavitation)으로 큰 반응 표면적을 제공하여 반응 속도를 증가시킨다. 또한 효율적인 에너지 사용, 상 이동 촉매의 성능향상, 상 이동 촉매 제거, 입자 합성의 개선 등으로 유기합성에 응용되어 많은 실용적인 효과를 일으킨다. 분리정제도 간단해 환경문제를 일으키지 않아서 유기용매가 아닌 물을 용매로 사용할 수 있기 때문에 미래 청정화학 관점에서 주목할만한 분야이기도 하다.
한편 대봉엘에스가 새로운 합성방법으로 개발한 리라글루티드는 인체 내 글루카곤유사펩티드(GLP, Glucagon-Like Peptide)-1과 동일한 기전으로 작용하는 GLP-1 유사체 비만치료제다. 인체 호르몬인 GLP-1은 생체 내에서 매우 짧은 반감기를 가지고 있지만 리라글루티드는 인체 호르몬 GLP-1과 97%가량 유사해 12시간 이상 반감기를 가진다. 음식물 섭취로 GLP-1이 분비되면 뇌에 전달되어 포만감을 증가시키고 식욕 및 음식섭취를 조절할 수 있게 된다. 포도당 의존적으로 췌장에서 인슐린 분비 촉진 및 혈액 내 과도한 당 제거 후 글루카곤 분비를 낮춘다. 혈액으로 당이 더 이상 분비되지 않게끔 인체 내 정상 혈당을 유지하는 데 중요한 역할을 하는 것이다.
리라글루티드 역시 인체의 GLP-1과 마찬가지로 뇌의 특징 부위에 작용한다. 포만감을 높임으로써 식욕을 조절하여 공복감과 음식 섭취를 줄여 체중을 감소시키며, 인체 내에서 인슐린 분비를 촉진하고 글루카곤 분비를 억제하여 인체 내에서 혈당을 조절한다. 일반적으로 리라글루티드는 고체상 펩타이드 합성법에 의해 합성된다. 고분자와 작용기로 이루어진 고체 레진(Resin)에 아미노산을 결합시키고 원하는 서열의 펩타이드를 합성하는 것이다. 이 방법은 펩타이드의 서열이 길어질수록 순도와 수율이 급격하게 낮아지고, 정제 공정이 필요하므로 많은 시간과 비용이 소모됐다.
이를 극복하기 위해 대봉엘에스는 소노 케미스트리 유기합성 반응을 이용해 고체상 펩타이드 합성의 반응시간을 단축시켰다. 분획된 펩타이드를 커플링(동조화)하는 과정에서 친환경 용매인 이온성 액체와 공융 용매를 사용하는 그린 케미스트리도 접목해 반응성을 효율적으로 증가시켰고 기존 합성 대비 비교적 짧고 간단한 정제공정을 통해 유연물질의 생성을 감소시켰다.
대봉엘에스 관계자는 “국내 최초로 접목시킨 친환경적이고 지속 가능한 그린 케미스트리에 이어 혁신적인 초음파 기술력인 소노 케미스트리를 바탕으로 특허 출원(친환경 용매를 이용한 리라글루티드의 제조방법)을 완료했다”며 “국내 및 해외 시장을 대상으로 독자 개발 기술 이전을 추진하는 중”이라고 밝혔다.
