창약화학(medicinal chemistry)은 지난 70~80년 동안에 그 토대가 이루어진 아직도 발전단계에 있는 화학의 새로운 분야로서 약효가 있을 것으로 예상되 는 물질의 설계와 합성을 주내용으로 하고 있다.
창약화학자들은 약물이 생체 내에서 어떻게 작용하여 약리효과를 나타내는가 하는 작용기구(mechanism of action)를 분자적 차원에서 규명하고, 화학구조와 생리작용간에는 어떠한 상관관계가 있는가를 정립하여 얻은 지식을 토대로 질병의 치료, 예방 또는 진단의 목적으로 사용할 수 있는 화합물을 분자·적 수준에서 설계하고 합성한 후 여러 가지 방법으로 이들의 생리효과 검색한다. 따라서 의약화학은 유기합성화학을 바탕으로 약리학, 효소학, 생화학 등 인접한 과학과 밀접한 관계를 가지고 발전하는 학제간(interdisciplinary)의 과학이라 볼 수 있다.
이에 비하여 약제화학(pharmaceutical chemistry)은 약물의 제제와 분석, 안정도 등을 주로 취급하고 있다. 얼마 전까지만 하여도 의약화학과 약제화학간 의 구별이 불분명하여 의약화학이 약제화학의 한 분야같이 취급되기도 하였으 나 이 두 학문간에는 분명한 차이점이 있다. 약리학(pharmacology)은 약물의 기원, 소재, 성상, 성분, 생화학 또는 생리학적 영향, 작용기구, 홉수, 분배, 생화학적 변화(biotransfomation) 배설(excretion), 그리고 약물의 치료적 용도 등을 취급한다. 약물개발에 종사하는 약리학자들은 특히 어떠한 물질의 질병치료제로써의 효과, 즉, 약리효과의 유무를 검색하며, 유효물질이 발견되었을 경우 그 효력의 강도(potency)를 측정 하고 나아가서 약효의 작용기구를 규명하는 연구에 주력하고 있다
의약화학은 유기화학을 바탕으로 하여 약리학 생화학에서 사회학에 이르는 다양한 학문과 유기적 관계를 빚고 발전한다 이런 관점에서 블 때 의약화학자는 모든 것을 조금씩 알고 있지만 아무것도 완전히 아는 것이 없는 사람일지도 모른다(Know little about everything, but everything about nothing).
어떤 물질의 약리효과 유무를 찾아내는 검색방법(screening method)의 확립은 신약개발에 있어 약물 설계에 못지않게 매우 중요한 역할을 한다. 검색방법은 가능한 한 소량의 물질을 사용하며 저렴한 비용으로 실험할 수 있고 단시일 내에 결과를 얻을 수 있는 간단하면서도 재현성(reprcxlucibility)이 높은 것이어야 한다. 또, 이렇게 하여 얻은 결과는 실제 질병 치료효과와 좋은 상관관계를 가지고 있어야 한다. 쥐나 생쥐가 이러한 약효검색의 대상 동물로 가장 많이 사용되고 있다. 이들은 가격이 저렴할 뿐만 아니라 체중이 낮아서 비교적 소량의 물질로도 검색시험이 가능하고, 그들의 생리현상이 여러 면에서 인간과 비슷하여 이들에게서 얻은 약리시험 결과로부터 많은 정보를 얻을 수 있기 때문이다.
최근에 와서는 생화학적 방법인 in vitro 검색방법이 많이 사용되고 있는데, 이것은 동물에서 잘라낸 생체기관 또는 조직을 이용하거나 어떠한 질병에 관여하는 효소를 생체에서 추출, 분리하여 이들을 시험 물질들과 생체 외에서 직접 작용시켜 그 물질의 반응력 여부를 테스트하는 방법이다. 이 방법 극히 소량의 시료가 필요하고 또 많은 수의 시료들을 한꺼번에 검색할 수 있는 장점이 있다.
대개의 경우, 우선 in vitro 방법이나 쥐와 같은 동물을 사용하여 예비적 약효 검색 (preliminary screening)을 하고 여기서 효력이 나타난 물질들은 개나 고양이 또는 원숭이와 같은 동물들을 사용하여 약효를 확인하며 동시에 그 독성 여부 및 작용기구 등을 규명한다. 일반적으로 이러한 검색에 사용되는 동물들은 정상적인 동물들이 아니고 치료를 목적으로 하는 질병 또는 이와 비슷한 질병올 자연적으로 가지고 있거나 아니면 인위적으로 발생시킨 동물이다. 약효검색은 약효가 있으리라고 생각되는 물질올 이들에게 투여한 후 이에 대한 반응을 조심스럽게 관찰하여 그 효력올 알아내는데, 그 생리반응을 정량적으로 측정한다는 것은 쉬운 일이 아니다.
어떠한 질병에 대한 치료제를 개발하는 데 있어 창약화학자들은 약효가 있을 만한 물질들올 분자적 수준에서 설계하고, 또 그 설계한 물질들을 합성한다. 약리학자들은 이렇게 합성된 신규물질의 생리 작용성의 유무를 검색하는 역할을 맞는다. 그러므로 양 연구팀이 유기적인 관계를 갖고 서로 긴밀히 대화하고 협동함으로써 능률적인 신약개발 연구가 수행될 수 있다.
약물설계는 근본적으로 논리적 사고에 기초하여야 하는데 합성기술에 정통하면 유리하지만 그것보다는 약물의 구조와 생리활성간의 상관관계와 체내에서의 분해, 대사 둥에 대한 이해가 더 중요하다. 그러나 많은 경우에 있어서 획기적인 발견은 논리적이고 체계적인 연구의 결과라기보다는 전혀 예상 밖의 소득으로 나타난다. 우리는 신약개발에 있어 이러한 우발적 발견에 대하여 혼히 듣고 있지만 이러한 행운을 경험하기 위해서는 항상 마음의 준비가 필요하다. 부지런하고 꾸준한 정보의 수집을 통하여 자기 전문분야에 대한 새로운 지식을 숙지하는데 게을리하지 말아야 한다.
또, 이들 정보를 면밀히 분석하고 활용성과 연결시켜 검토하는 습관을 가져야 한다. 연구과제를 밤낮으로 생각하며 머리에서 떠나지 않도록 할 때 돌연히 어떠한 착상이 나오게 된다. 동료들 특히 약리학자나 생화학 또는 의학자와의 대화와 토론을 통해서 자기의 지식을 넓히고 정리하며, 또 다른 접근방법에 대하여 항상 마음의 문을 열어 놓아야 할 것이다. 그러나 무엇보다도 중요한 것은 새로운 약물 발견을 통해 인류 복지 향상에 공헌하겠다는 연구자의 집념이 성공적인 약물개발의 관건이 된다고 믿는다.
창약화학의 발전은 주로 제약회사 연구소에서 이루어지고 있는데, 이것은 창약화학의 대표적 학술지인「Journal of Medicinal Chemistry」에 발표되는 논문의 출처를 보아서도 쉽게 알 수 있다. 이러한 경향의 주된 이유는 대학 연구실은 팀워크의 분위기가 희박하고, 또한 연구비가 불충분하다는 점 때문이다. 대학은 주로 의약화학의 기초적인 이론을 세우고 화학구조와 생리작용과의 기본적 관계를 정립하며 체계화하는 데 큰 공헌을 하고 있다. 이에 비하여 새로운 약물의 발견과 개발은 두드러지게 제약회사 연구팀에 의하여 이루어지고 있는 것이 현재 실정이다.
과거에는 창약화학자의 연구분야가 주로 구조 활성 상관관계를 정립하는데 있었는데 반하여, 최근에 와서는 신약창출(drug discovery) 에 목표를 두고 그 내용면에 있어서도 구조-활성 상관관계 정립은 물론이고 효소나 수용체의 작용부위 구조에 근거한 약물설계 (structure-based drug design)와 분자조합화학(combinatorial chemistry) 동 다양한 방법이 도입되고 있다. 이런 차원에서 볼때 "medicinal chemistry"를 의약화학(醫藥化學)이라기보다는 창약화학(創藥化學)이라 옮기는 것이 옳을 것이다. 본 내용은 신약개발을 위한 다양한 접근 방법을 소개하는데 중점을 두고 있기 때문에 창약화학이라 정하였다.
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