분자 조각가들

분자 조각가들 - 타이레놀부터 코로나19 백신까지 신약을 만드는 현대의 화학자들
백승만 지음 / 해나무 / 2023년 4월

분자 조각가들? 책 이름이 생소하고 어렵다. 대략 분자 단위의 물질로 다양한 것들을 만들어낸다는 뜻으로 생각한다. 이 책은 타이레놀에서 코로나19 백신까지 신약을 만드는 현대의 화학자들의 이야기를 다룬다.

저자는 약을 다루는 화학자들을 미켈란젤로에 비유한다. 미켈란젤로가 아름다운 조각상을 조각하듯이 화학자들은 원자나 분자를 붙이거나 제거함으로써 약을 조각하는 분자 조각가다.

사람의 건강을 위해서 의사들은 다양한 도구를 활용하여 검사하고 진단하고 수술을 하기도 한다. 생물학자들은 세포와 병균을 검사하고 항체와 병원체를 구별하기 위해 현미경이라는 도구를 사용한다. 화학자들은 탄소, 질소, 산소 등의 원자나 분자들을 조각해서 의약품을 만들어낸다.

그렇다면 화학자들은 분자들을 어떻게 조각할까? 화학자들이 사용하는 도구들은 시약과 플라스크, 유기화학 교과서 등이다. 즉 분자들의 특성을 이용하여 서로 적절하게 반응할 수 있는 시약을 넣어주는 일이 바로 조각하는 일이다.

필요한 시약을 넣고 교반기를 이용해 섞는 일이다. 적합한 화합물을 만들기 위한 화학반응 시험은 고차원적인 퍼즐의 해답을 찾는 과정과 비슷하다. 눈에 보이지도 않는 분자 단위를 특성을 이용하여 조각을 하는 작업은 그들에게 희열을 느끼게 한다.

조각한 화합물이 약이 되는 비결은 크기와 모양에 있다. 우리 몸에 질병이 생기는 이유는 대부분 단백질과 유전자의 이상 때문이다. 눈에 보이지도 않는 단백질과 유전자를 다루기 위해서 물리적 도구를 사용할 수 없다. 그래서 화합물을 활용하는 것이다.

이런 과정을 통해 그들이 필요로 하는 화합물을 만들어 내지만 문제는 독성에 있다고 한다. 화합물은 너무나도 작아서 화학자들의 의도와 다르게 움직이기도 한다. 특정 세포와 단백질에 작용하도록 만들었지만 정상 세포와 다른 단백질에 영향을 주기도 한다. 전혀 의도하지 않은 일이 발생할 수 있다는 말이다.

화학자들의 조각 실력은 여기서 판가름난다. 그들이 의도하는 대로 이상이 있는 유전자나 단백질에만 결합할 수 있도록 조각을 하는 것이 관건이다. 그래서 열심히 분자 구조를 연구하고 다듬는다. 이런 노력을 통해 우리가 복용하는 약의 안전성이 확보된다.

저자는 과거에 금을 만들던 연금술사들이 이제는 약을 만드는 화학자가 되었다고 말한다. 예전에는 '어떻게 하면 금을 만들까?'만 고민했다면, 지금은 '무엇을 만들까?'와 '어떻게 만들까?'를 고민한다고 한다. 그리고 연금술사가 만들려고 했던 금보다 비싼 의약품들을 만들어낸다.

예를 들어 만성 골수성 백혈병을 치료하는데 사용하는 글리벡은 한 알(0.1그램)에 대략 11,000원이다. 금은 1그램당 10만원 정도 한다. 따라서 글리벡은 금과 가치가 비슷하다. 미국에서 허가된 B형 혈우병 유전자 치료제 '햄제닉스'는 40억원이 넘는데 이는 골드바 50개에 해당하는 가격이라고 한다.

이렇게 보면 과거의 연금술사보다 더 높은 값어치를 창출하는 사람들이 의약화학자들이다. 이 책은 연금술사보다 대단한 의약화학자들의 이야기를 다룬다. 의약품이 어떻게 개발되는지, 우연으로 발견한 의약품은 무엇인지, 의약품 개발에 숨겨진 다양하고 재미있는 이야기들이 가득하다.

우리가 사용하고 있는 약들은 화학자들의 창조적인 아이디어의 결정체다. 아스피린이 개발되기 전에 최초의 해열제로 사용되었던 아세트아닐라이드는 잘못된 처방으로 인해 우연히 발견되었다. 이렇게 많은 약들이 우연한 운으로 발견되었다. 또한 자연에서 힌트를 얻거나 새로운 물질을 만들어 내기도 한다.

코로나19 백신으로 유명해진 mRNA에 대한 이야기가 나온다. 거의 2년 동안 자주 들어서 그 용어가 익숙하다. mRNA의 구조를 만드는 것이 바이러스를 길러서 죽이는 과정보다 훨씬 빠르고 효율적이라고 한다. 그래서 빠른 바이러스 전파 속도에 의약계의 중심으로 떠올랐나 보다.

의약품 개발이라는 어려운 이야기를 다양한 사례와 에피소드를 통해 재미있게 서술해 놓았다. 조각상을 만드는 조각가에 의약품을 만드는 화학자를 비유한 아이디어도 새롭다. 문과인 내가 재미있게 읽었으니 누구나 즐겁게 읽을 수 있는 책이라 생각한다.

* 출판사로부터 책을 제공받아 감사하게 읽고 주관적인 의견을 적었습니다.