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노벨상인물

배리 샤플리스 Karl Barry Sharpless

배리 샤플리스 [이미지]
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RIKEN (이화학연구소)
  • 작성 2014-06-18
  • 조회 3,275
  • 출생1941-04-28, 미국 필라델피아
  • 국적 미국
  • 분야유기화학
  • 소속캘리포니아 스크립스연구소 교수
  • 출신대학다트머스대학교, 스탠퍼드대학교
  • 주요업적키랄 촉매에 의한 산화반응
  • 수상노벨 화학상 (2001)
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인물정보
배리 샤플리스는 리켄의 ''노요리 료지''와 함께 노벨상을 공동수상한 인물이다.

1941년에 미국에서 출생하여 다트머스대학교를 졸업하고 스탠퍼드대학교에서 박사 학위를 받았다. 이후 스탠퍼드대학교와 하버드대학교에서 연구과정에 있다가 메사추세츠공과대학교와 스탠퍼드대학교 교수로 재직했다. 1990년부터 미국 캘리포니아의 스크립스 연구소의 석좌 교수로 있으며, 1996년 이후로 스캐그스 화학생물학연구소에서 겸직하고 있다.

윌리엄 놀스와 노요리 료지가 수소화 반응 기법으로 진전을 보이고 있던 한편, 배리 샤플리스는 산화반응 기법으로 한쪽 합성물질로만 합성하는 촉매를 개발했다. 산화반응은 수소화반응과 다르게 이미 결합된 탄소 2원자에 수소2원자를 끼워넣은 것으로 분자물질을 한쪽 방향으로 회전시키는 것이다. 배리 샤플리스는 이 방법으로 글라이시돌(Glycidol) 물질을 합성해냈고, 신약 개발에 획기적인 전기를 마련했다.

글라이시돌이라고 불리는 이 신물질은 현재 고혈압, 부정맥, 협심증 등 심장질환의 치료제인 베타블로커(beta-blocker)를 제조하는 데 사용된다. 수소화 반응과 달리 산화반응은 기능성이 뛰어나서 일단 하나의 이성질체를 만든 뒤 이 물질을 매개로 다른 물질을 계속 합성시킬 수 있는 장점이 있다. 현재 샤플리스가 개발한 산화반응은 수십 년 간의 합성 분야에서 가장 중요한 반응으로 꼽아지고 있으며, 수소화 반응보다 더 광범위하게 이용되고 있다. 상금의 금액중 노요리 료지와 윌리엄 놀스에게는 1/4의 상금을 주었고, 배리 샤플리스는 상금의 반을 받을 정도로 그의 연구를 인정했다.

2000년에는 미국과학아카데미화학분야과학상과 론풀랑크상, 2001년에는 울프상과 벤자민프랭클린상을 받았다.
배리 샤플리스는 지난 2013년 10월 17일 한국의 창원대학교에서 학생들에게 실패를 뛰어넘으라는 강연을 했다. 그는 실패를 두려워하지 말라고 하며, 창의적인 생각과 연구는 두려움이 없는 곳에서 오는 것이니 모르는 것을 부끄러워하지 말고 자연스럽게 받아들여야 할 것이며 새로운 것을 찾는 사람에게 꼭 필요한 자세라고 덧붙였다. 또한 고정관념을 깨라고 충고했으며, 유기물질 연구자신 자신이 생명현상을 연구하며 의학계로부터 큰 벽을 느꼈다는 과학계의 문제도 최근 지적한 바 있다.
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시상연설

노벨상 시상 연설

전하, 그리고 신사 숙녀 여러분.
과학은 흥미진진합니다. 여기 이 단상 옆에, 그리고 뒤에 계신 모든 분들과 함께 적어도 저는 그렇게 생각합니다. 인간으로서 우리는 호기심을 가지고 있습니다. 과학의 도움으로 우리는 호기심을 풀고 경이로움을 발견할 수 있습니다. 과학은 정말 흥미진진합니다. 그러나 과학을 전공하지 않은 사람에게 무엇인가를 설명할 때면 이런 말을 듣습니다. 그것이 흥미로울지는 모르지만 어디에 씁니까? 올해 노벨 화학상의 경우에는 이런 문제가 없습니다. 이 질문에 답하기가 매우 쉽기 때문입니다. 오늘날 많은 약물들이 금년 수상자가 발견한 지식에 바탕을 두고 있습니다. 즉 분자의 거울상 이미지에 근거하고 있습니다.

올해 노벨 화학상은 서로 거울상인 두 가지 형태로 존재하는 분자들에 관한 것입니다. 이런 분자들을 키랄이라고 하며, 손을 의미하는 그리스어 키라(cheir)에서 유래하였습니다. 우리의 두 손은 생명과 관련된 대부분의 분자들처럼 키랄입니다. 즉 오른손은 왼손의 거울상입니다. 우리 몸의 세포에서는 거울상 형태 중 오로지 한 가지만 관찰됩니다. 효소, 항체, 호르몬, 그리고 DNA 등이 그 예에 해당됩니다.

따라서 세포기작에서 중요한 역할을 하는 다른 수용체와 마찬가지로 우리 몸의 세포에 있는 효소는 키랄입니다. 이것은 효소가 거울상 형태 중의 하나에 선택적으로 결합한다는 것을 의미합니다. 키랄분자의 두 가지 형태는 종종 세포에 전혀 다른 효과를 줍니다. 예를 들면 우리 코에 있는 수용체는 거울상 대칭성에 민감합니다. 리모넨 물질의 한 가지 형태는 레몬 냄새가 나는 반면 그 거울상 물질은 오렌지 냄새가 납니다. 대부분의 약물들은 키랄분자들로 구성되어 있고, 종종 거울상 형태 중에서 한 가지 형태만 효험이 있습니다. 다른 형태는 유해할 수도 있습니다. 예를 들면 탈리도미드(thalidomide)라는 약이 이 경우에 해당되는데, 이 약은 1960년대에 임산부에게 처방되었습니다. 한 가지 거울상 형태는 메스꺼움을 없애 주는 데 반해 다른 한 가지는 너무 늦게 발견되었는데 치명적인 해(기형아 출산)를 줄 수 있었습니다.

그래서 가능한 한 순수하게 각각의 거울상 형태를 생산하는 것은 매우 중요합니다. 실험실에서 화합물을 합성할 때 같은 양의 두 가지 거울상 형태가 만들어지는 것이 일반적입니다. 올해 노벨 화학상 수상자는 한 가지 형태만 합성할 수 있는 키랄 촉매를 개발했습니다. 촉매란 그 자체는 소비되지 않고 반응을 빠르게 진행시키는 물질입니다.

1968년 윌리엄 놀스는 최초로 키랄 촉매에 의한 수소화 반응이 가능하다는 것을 보였습니다. 그것은 즉각 많은 연구자들을 독려한 시기 적절한 발견이었습니다. 놀스는 즉시 그 자신 및 다른 사람들의 기초 연구 결과를 활용해서 의약 엘-도파(L-DOPA)의 대량생산 방법을 개발했습니다. -도파는 파킨슨병의 치료제입니다. 이 병으로 심한 고통을 겪던 제 부친을 포함해서 수백만 명의 환자들이 이 약으로 고통을 덜었습니다.

이 연구를 더욱 발전시켜서 오늘날의 더 선택적이고 일반적인 키랄 수소화 촉매를 개발한 사람이 노요리 료지 교수입니다. 그의 촉매분자 한 개는 수백만 개의 생성물 분자를 만들어 낼 수 있습니다. 노요리 교수의 방법은 실질적으로 매우 중요한데, 특히 여러 항생제의 대량 생산에서 그러합니다. 중요하지만 불행하게도 매우 뉴스가 될 만한 활용 예입니다.

배리 샤플리스 교수는 다른 형태의 반응인 산화반응의 키랄 촉매를 개발해 왔습니다. 그의 키랄 촉매에 의한 에폭시화 반응과 이수산화 반응은 복잡한 분자를 설계할 수 있는 새로운 가능성을 열었습니다. 이러한 반응들은 특히 산업체에서, 예를 들면 가장 심각한 두 가지 질병, 궤양과 고혈압 약의 생산에 널리 사용되어 왔습니다.

수상자들의 발견이 산업에 미치는 역할에 특별히 초점을 맞추어 말씀드렸으나 이들의 발견은 또한 학문적으로 극히 중요한 도구가 됩니다. 이 분야의 연구는, 화학뿐만 아니라 재료과학, 생물, 그리고 의약의 빠른 발전에 기여하고 있습니다.

알프레드 노벨 박사는 유언에서 이 상이 ''인류에게 지대한 공헌을 한'' 사람에게 수여되어야 한다고 명시하여 과학의 유익한 면을 강조했습니다. 따라서 올해 노벨 화학상은 과학이 무엇에 유익한가에 대해 쉽게 답을 해줄 뿐만 아니라 알프레드 노벨박사의 정신에 온전히 부합되는 상이기도 합니다.

놀스 박사님, 노요리 박사님, 그리고 샤플리스 박사님.
저는 이 자리에서 박사님들이 이룩한 발견과 그로 인한 과학의 진보를 간단히 설명했습니다. 교수님들의 업적이 인류에 미친 유익한 결과는 이미 풍성합니다. 그리고 키랄 촉매 분야에서 후학들의 연구로 크게 확산될 것을 확신합니다.

스웨덴 왕립과학원의 진심 어린 축하를 전해드립니다. 앞으로 나와 주십시오. 이제 전하께서 노벨상을 수여하시겠습니다.

스웨덴 왕립과학원 페르 알베리

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자료출처
google, wikipedia, naver, Nobelprize.org

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