부산의 한 대학 학생이 함암제 등 신약개발을 앞당길수 있는 황산화물의 할로겐원자 반응경로를 세계 최초로 규명한 논문이 세계적인 학술지에 게재된 것은 물론이고 한국 대학생으로서는 처음으로 게재돼 화재가 되고 있다.

동아대학교는 화학과 4학년에 재학 중인 김태준군(26)이 환산화물의 염소원자와 할로겐원자 반응경로와 중간체의 전자구조를 세계 최초로 규명한 논문이 다음 달 세계적 학술지인 SCI급 미국 '물리화학회지'에 게재된다고 10일 밝혔다.

김군은 9일 미국화학회로부터 다음 달 발행될 세계적인 학술지(SCI)인 ‘물리화학회지’(The Journal of Physical Chemistry, A)에 자신이 제출한 관련 논문이 게재된다는 통보를 받았다.

이 학술지 게재에 앞서 주 저자인 성대동 지도교수와 함께 쓴 이 논문은 9일자 학회지의 인터넷 판에 김 군의 사진과 함께 실렸으며, 한국 대학생이 이 학술지에 논문을 발표한 것은 처음인 것으로 알려졌다.

김 군이 참여한 논문은 ‘황산화물 중심원자에 반응하는 할로겐원자와 아민의 친핵성 치환반응에 대한 이론적 연구’로 그는 이 논문에서 가장 중요한 역할인 복잡한 계산을 직접 수행했다.

그는 이 연구를 위해 실험실에 설치된 슈퍼컴퓨터에 밀도함수이론의 최신 프로그램을 이용해 직접 계산했으며, 김 군이 연구를 위해 계산한 내용을 출력한다면 대형트럭 한 대 분량은 되는 것으로 알려졌다.

황산화물에 대한 친핵성 치환반응은 성 교수 연구팀이 김 군과 함께 그동안 실험연구를 꾸준히 해오고 있는 주제 중 하나로 이와 관련해 많은 논문을 국제적 학술지에 발표한 바 있다.

그러나 반응물의 중간체를 확인하는 일에 어려움을 겪어 오던 중 김 군과 성 교수 연구실은 슈퍼컴퓨터를 이용해 복잡한 중간체의 전자 구조와 에너지를 동시에 구할 수 있는 길을 6개월 간 주야로 매달려 정밀한 계산을 통해 찾았다.

황화합물은 단백질 안에 널리 존재하지만 황산화물이 암모니아와 반응할 때 생성하는 반응생성물이 어떤 중간체를 거치는가에 대한 반응메카니즘은 아직 알려지지 않았으나 김 군과 성교수가 함께 중간체의 전자 구조와 에너지를 정확하게 알아낸 것이다.

즉 이번 연구는 황산화물에 붙어있는 염소원자와 할로겐 원자들이 다른 할로겐 원자들에 의해 어떻게 떨어져 나가는지를 반응좌표와 에너지 상관관계를 이용해 정확하게 세계 최초로 풀어낸 것이다.

한편 김 군은 성 교수와 함께 미국화학회에 지난해 11월 논문을 투고했으며, 국제적으로 저명한 3명의 논문심사위원으로부터 엄격한 심사를 거쳐 지난 4월 25일 논문이 최종 심사에 통과됐다는 통보를 받았다.

이 논문을 투고할 때 김군과 성 교수는 이 계통의 세계적 권위자이자 노벨수상자인 마르쿠스(Rudolph A. Marcus) 교수와 미국 에모리대학 교수인 모로쿠마 (Morokuma), 그리고 미국 위스콘신대학교 교수인 바인홀드 (F. Weinhold)를 심사위원으로 추천했다.

이번 연구는 자연에 널리 존재하는 단백질 중에서도 황 원자를 갖는 단백질의 산화물이 생체 내에서 암모니아와 반응해 어떤 반응 중간체를 형성하는 가에 대한 중요한 정보를 제공한다.

성 교수는 "이러한 정보를 이용해 황산화물에 의해 빠르게 진행되는 암의 진행과정을 억제할 수 있는 치료제와 항암제 등의 신약개발을 앞당길 수 있을 것"이라고 전망했다.

김군은 "앞으로 대학원에 진학해 계속 이 계통에 좋은 논문을 많이 발표하고 싶다"며, "연구를 할 수 있도록 하나에서 열까지 지도를 해주신 성 교수께 감사를 드린다"고 소감을 밝혔다.