노벨화학상 美 카르플루스-레빗-와르셸

복잡한 화학구조 컴퓨터 분석모델 개발

올해 노벨화학상은 단백질 등 거대분자의 구조와 복잡한 화학반응을 예측할 수 있는 컴퓨터 프로그램과 분석방법을 만든 마르틴 카르플루스 하버드대 화학과 명예교수(83)와 마이클 레빗 스탠퍼드대 구조생물학과 교수(66), 아리에 와르셸 남캘리포니아대(USC) 생화학 및 화학과 교수(73)에게 돌아갔다.

스웨덴 노벨상위원회는 9일(현지 시간) “과거 화학자들은 플라스틱 공과 막대를 가지고 화학분자 모델을 분석했으나 이들이 1970년대 개발한 컴퓨터 모델 덕에 이제는 컴퓨터로 화학작용을 예측하고 이해하게 됐다”고 수상자 선정 이유를 밝혔다.

이들은 화학 분석에 양자역학과 고전역학을 적용해 분자 내부의 세밀한 구조와 화학반응까지 컴퓨터로 모델링(보이지 않는 분자 내부의 모습을 시각적으로 표현하는 것)할 수 있는 다층적 분석 모델을 고안했다.

카르플루스 교수가 만든 컴퓨터 시뮬레이션 프로그램 ‘참(CHARMM)’은 거대분자의 구조와 화학반응을 예측한다. 현재 이 프로그램은 전 세계 화학연구실에서 신약과 촉매 개발용으로 쓰이고 있다. 이론화학의 대가로 분자와 원자 구조에 대한 ‘카르플루스 함수’를 개발했다.

레빗 교수와 와르셸 교수는 가까운 원자에 대해 양자역학을, 먼 원자에 대해 고전역학을 각각 적용하는 ‘QM/MM’이라는 분석 방법을 개발했다. 이 방법은 CHARMM에 적용됐다.

이영민 포스텍(포항공대) 화학과 교수는 “수상자들은 단백질, 약리물질, 세포막 같은 복잡한 생체분자를 모델링해 화학 연구 개발 속도를 높이는 데 기여했다”고 말했다.

노벨화학상 수상자는 총 800만 크로나(약 13억4000만 원)의 상금과 메달, 상장을 받는다.

최새미 동아사이언스 기자 saemi@donga.com