분자생명화학자 지성규 박사 특별기고

   <코로나바이러스에 대한 평론>

바이러스를 미생물로 오인하므로 발생 원인과 치유방법조차 찾지 못하고 있다

태초의 우주와 자연, 생물 공동체는 혼돈스러운 상태에서 중도와 조화를 위해 상호작용과 반작용을 하고 있다. 자연에서 펼쳐지는 현상은 섭리에 따라 이뤄진다. 인간의 뇌가 가지고 있는 86조 개 뉴런(neuron)은 사유의 증폭으로 필수적 논리와 경험에 의한 인식을 낳고, 우연적인 진리는 무한한 창의력을 증폭한다. 그럼에도 인류는 과학의 고도 발전에 진행의 궤도는 무시한 채 최종 결과에만 치중하고, 원인과 원리는 쉽게 잊어버린다. 결과를 유도한 원인과 원리는 이미 밝혀지고 있음에도 말이다.

철학자 르네 데카르트(Rene Descartes)는 “지각은 가끔 환각에 빠질 수 있으나, 생각하기에 존재한다”고 했고, 장자크 루소(Jean-Jacques Rousseau)는 “자연에서는 자유롭고, 행복하고, 선량했으나, 자신의 손으로 만든 사회제도나 문화에 의해 부자유스럽고, 불행한 상태에 빠지며, 사악한 존재가 된다”고 했다. 인간은 사유하는 존재이고, 자연의 산물이라는 것을 일깨워주는 명언이다. 진리는 조작 없이 있는 그대로 완성되고 있어, 자각으로 법칙을 삼아야 하는 철칙이다.

2019년 12월 중국 ‘후베이성’에서 시작되었다고 주장하는 신종 코로나바이러스 감염질환으로, 2020년 9월 17일 기준, 전세계 확진자 2279만명, 사망자 80만명, 대한민국 확진자수는 2만2657명과 사망자 372명의 기록을 나타내고 있음에도, 원인과 치유방법을 찾지 못하고 있다. 이처럼 엄청난 수의 감염자와 사망자를 통제하고 감소시키기 위해 진단키드(diagnostic kit)에 의존하면서 치료에는 손도 대지 못하고 있다.

그러면서 바이러스의 생태와 본질을 밝히고자 하는 노력 없이 WHO 사무총장의 충고도 아랑곳하지 않고, 근거도 확실치 않은 구충제인 이버멕틴(Ivermectin), 말라리아 치료제인 클로로퀴닌(Chloroquinine), 에볼라 치료제인 렘데시비르(Remdesivir), 인산-클로로퀴닌(Chloroqunine-hosphate)을 동원하고, 답답한 나머지 혈청(plasma)까지 동원해 치료하려고 한다. 이들의 과다 복용으로 급성 중독과 사망을 유발할 수 있다는 전문가들의 충고마저 무시하고 있다.

 

바이러스와 박테리아 동일시하면 안돼
첨단기술이 적용되고 현대에 코로나바이러스(COVID-19)의 생태와 본질을 밝히지 못해 허둥지둥하며 ‘일상’이 무너지고 있다. 어제까지의 ‘정상(normal)’이 ‘비정상(abnormal)’이 됐다는 보도가 계속 나오고 있다. 정상과 비정상의 혼돈은 사람의 정신마저 혼란스럽게 하며, 올바른 치료 방법을 찾지 못하고 있다. 이는 생의 기본인 생명 있음(life)과 생명 없음(non-life)의 생명화학적 분별 결여와 분자생명화학적 정의를 무시한 오류의 고정관념에서 비롯된다.

코로나19의 물성을 바이러스의 분자화학적 견지에서 다루어야 함에도 미생물로 인식함이 첫번째의 오류이고, 다음으로 바이러스가 분명하게 화학분자로 분류하고 있음에도, 생체에서 발생과 전염이 확대되고 있음에 당황하여 올바른 인식을 하지 못하고 있다. 따라서 보건과 의료의 문제가 아니라 잘못된 문명사적 사건으로 보아야 한다. 바이러스와 박테리아를 동일시 할 수 없는 것은 그림 2에서 확인시켜 준다.

 

Next-normal conference, 2020(8월 23일)에 참석한 고려대의료원, 미국 존스홉킨스대, 영국 맨체스터대, 독일 베를린자유대 등 보건, 의료 분야 석학들마저 치료방법을 내놓지 못하고 있다. 이는 생화학분야 전문가가 참여하지 않은 공허의 토론에 멈춘 결과라 보겠다. 세계적으로 확진자와 사망자 수가 증가함에도 전문가들마저 바이러스의 특성이 무엇인지, 유행이 얼마나 갈지 예측하지 못하고 있다. 코로나19의 생태와 본질을 밝히지 못한다면 새로운 감염병은 계속 출현할 것이라는 전문가들의 전망이다.

코로나19에 대한 의과학적 확신 없이 떠오르는 즉흥적인 판단에 몰입하고 있다. 자연은 과거와 미래의 연속선상에서 진행되고 있다는 것을 잊고, 정상과 비정상의 혼돈 속에서 일깨워주는 진리를 가볍게 여기고 있다. 진리에 따른 섭리를 자연에서 도출해야 함에도 왜곡된 곳에서 건져내고 있다. 인류는 자연에서 태어나고, 성장한 생물임을 전제로 존재의 의미를 인식하고, 자연조건에 순응해야 함에도 인간은 모든 것을 현 존재의 실정에 취해 다루고 있다. 자연의 진리는 원자들의 집합으로 구성된 분자의 본질과 물성에서 찾아 적용해야 함에도, 이를 건너뛰고 추상으로 이용하려 한다. 분자들의 행위는 일률적이고 정형적이며, 철칙에 준한다.

미래를 논의하는 과학자들의 자리에서마저 철칙을 벗어난 형이상학적인 문제까지 동원하고 있는 것이 현실이다. 과학적 철칙을 형이상학적 사고로 접근하고자 하는 행위는 오류만이 도출될 뿐이다. 형이상학적 질문에는 성인들마저 답하기를 기피해 왔다. 자연은 섭리에 따른 중도를 향해 진행되고 있음을 주지해야 한다. 자연환경조건에서 바이러스의 생태와 본질을 밝혀 대처하려는 노력 없이 갈팡질팡하고 하고 있는 현실은 안타깝기만 하다.

가장 큰 바이러스는 가장 작은 미생물보다도 작다 현재는 바이러스와 박테리아가 무생물(inorganism)과 생물(organism)이라는 확실한 분별이 요구되는 시점으로, 가장 큰 바이러스는 가장 작은 미생물보다도 작다. 바이러스는 상상의 대상에 머무는 초극활성(hyperpolar activation)과 초미세화학분자(ultrafinezing polymer)로, 2500억개가 넘는 죽은 세포(capsid) 안으로 진입되는 과정은 초극활성 바이러스입자((virion)가 죽은 세포 내에 잔존하면서 공명(resonance)으로 발생되는 핵산의 극성(polar) 간에 결합되는 반데르아발스 힘(Van der Waals force)이다.

 

건강한 세포막은 손상되지 않은 막(단백질막-인지질막-인지질막-단백질막)을 가지고 있으나, 죽은 세포막은 용화인지질(lysolecithin)의 작용으로 파열되므로, 인지질이 탈출해 망상 단백질막(porous protein membrane)만이 잔존해 접근하는 성분의 물성에 따라 화학결합에 의존해 통과된다. 이 같은 조건이 죽은 세포 내에 자존하는 핵산과 올리고머-PR 간의 분자화학적 이끌림이 RNA의 조성을 유도하고, 분별되는 성분에 따라 SYTOX® 염색을 가능케 한다.

RNA분자는 준안정상태(metastable state)이다. RNA분자는 PR근간(ribose phosphate backbone)이 발생하는 강력한 하전(charge)과 핵산입자(nucleic acid particle)의 공명(resonance) 하전 간에 결합되면서, 하전 사이의 반발(reject)과 이끌림(affinity)으로 나선형(helix)을 형성하고, 핵산의 분자범위(nucleic molecular range)로 인한 구조형성을 위해 상대를 선정하면서, 역평형(antiparallel)의 수소결합(hydrogen bond)해 안정적인 쌍형(double) DNA분자를 형성한다. 쌍형 DNA는 분자의 안정화를 위해 잉여산소의 탈산소(deoxygenation)로 DNA분자로 전환된다.

이 같은 프로세스는 혼돈이 안정을 찾아가는 화학법칙(law of chemistry)을 따라 PR이 DNA분자로 안착된다. PR비리온으로부터 DNA 형성과정으로 진행되는 프로세스 그림 4와 같고, PR입자가 죽은 세포 안으로 들어가 핵산과 결합하여 생성된 바이러스는 그림 5에서 설명하고 있다.

 
 

현실적인 문제는 깜깜이 코로나바이러스 전파이다. 유행성 인플루엔자(AI)와 코로나바이러스는 동일한 화학분자로부터 출발해 생성되고 있음에도 화학적 해석의 결여와 생물학적 오류로 발생과 전파의 과정을 이해하지 못하고 있다. 바이러스를 미생물(microorganism)로 오인하여 발생 원인과 치료방법조차 찾지 못하고 있다.

바이러스 발생은 섬뜩하게 느껴지는 낮은 온도 환경에서 지각(earth’s crust)에 0.27%, 인체에 0.8∼1.2% 함유되어 있는 많은 인(phosphorus)이 바이러스 생성의 주축으로 작용한다. 지각에 널려있는 5산화인(P205)과 목당인 리보오스(wood’s ribose)의 만남은 극성 인산화-리보오스(polar ribose phosphate, PR)의 생성과 더불어 중합으로 이어져 3∼4분자체(trimer∼tetramer)의 승화(기화)성 초극 비리온(sublimation superpolarvirion) 형태로 전파한다.

따라서 바이러스 확산의 차단은 첫째가 3∼4분자체(trimer∼tetramer)의 불활성화이고, 다음은 올리고머(oligomer) 중합체인 RNA 곁가지를 형성하고 있는 인산근간(phosphorus backbone)을 중화하여 활성을 멈추게 하는 것이 최선이다.

인산활성의 중화대상물질은 흡수성(absorptive) 알칼리성 금속킬레이드화합물(mineral chelated compound)인 1가 나트륨(Na+), 칼륨(K+) 화합물과 2가 칼슘(Ca++), 아연(Zn++), 마그네슘(Mg++) 화합물이다. 이들은 RNA인산기(RAN phosphate radical)의 배열이 규칙적으로 인접(bis)해 있고, 같은 방향(cis)으로 뻗쳐있어 최상의 중화결합조건을 갖추고 있다.

생성된 중화물은 비수용성(non-soluble)인 제1인산칼슘(0.2g/L), 제2인산칼슘(0.002g/L), 제3인산칼슘(0.0002g/L)으로 고착화(fixation)되어 완전하게 활성을 차단하게 된다. 따라서 바이러스 활성을 차단하는 처방은 항생제(antibiotic)가 아닌 화학중화백신(chemical neutralization vaccine)을 선택해야 한다. 중화백신(neutralization vaccine)에 의한 바이러스 활성을 차단하는 프로세스는 그림 6에서 설명하고 있다.

 

바이러스는 미생물이 아닌 화학물질
코로나바이러스 백신 개발이 시한 없는 장기간 프로세스로 진행되고 있다. 현재 백신 개발을 미생물 위주로 하고 있어 길을 헤매고 있고, 효과도 의문스럽다. 바이러스는 미생물이 아닌 화학물질이라는 것을 인식하지 못한 오류의 방향 때문에 헤매고 있다. 화합물의 독성은 분자가 적을수록(short chain) 강하고, 승화와 확산이 활발하다는 분자화학적 논리를 되새겨야 한다. 초기 인산화-리보오스의 중합도가 짧을수록 옥소산(oxoacid)의 확산과 독성이 강력하고, 적극적이라는 분자화학적인 논리를 깨달아 임해야 하는 것이 백신 개발에 도움이 된다.

생체 내 대사에 있어서도 폴리머(polymer) 상태인 영양소가 십이지장(duodenum)에서 올리고머(oligomer)로 소화되므로 장관을 통하여 쉽게 흡수 전달된다는 생체조건을 전제하므로, 인산화-리보오스도 올리고머 이하의 중합체인 3분자체(trimer)와 4분자체(tetramer)의 물성이 승화성이고, 활성도 강하다는 것을 간과해서는 안 된다. 바이러스의 3분자체와 4분자체는 그림 7과 8에서 설명된다.

DNA는 미생물이 아니고, 화합물(chemical compound)로 정론하는 것이 중요하다. 생명체인 세포는 소기관(organella)을 갖추어 자가기능으로 소기의 행위를 이행하고, 요소를 선택해 생명을 유지하나, DNA는 RNA구조를 형성하고 있는 인산화 리보오스 핵산근간(ribose nucleic phosphate backbone)의 극화활성(polarizing)에 의존한 분자 간의 쌍극성(dipolar energy)과 자체 분자범위(molecular range)의 영향으로 자리매김해 전체적인 안정화를 목적으로 하는 화학결합물(chemical compound)로, 안정화 모습은 분자 사이의 하전(charge)의 영향으로 직선(linear)이 아닌 나사선(helix)구조를 이룬 비생명체(non-life)인 화학분자이다.

독일 화학자 프리드리히뵐러(A.D 1800: Friedrich Wohler’s)는 실험에 의해 생명체(life)와 비 생명체(non-life) 간의 화학법칙을 정의했는데, 생명체는 어떤 특별한 ‘활력’ 때문에 살아있다는 가설로, 유기화합물은 오직 생명체에 의해서만 만들어 진다는 ‘생명주의’ 가설을 무너뜨리고, 생명체는 무생명체(non-life body)로부터 드러내는 활성을 이용한다는 것을 입증했다. 따라서 생명체와 무생명체의 분별은 분자를 구성하고 있는 원소 각각이 소유하고 있는 전자들이 우주선(cosmic ray)의 접수능력(accept capacity)과 흐름의 전도차이(conduction difference)에 의존한 작용과 반작용 행위로 드러내는 활성에 의존한다는 화학법칙이다. 이는 화학이론의 근거에 중요한 영향을 미쳤다.

 
 

바이러스는 접촉과 온도에 의해 반응이 촉진
최근 코로나바이러스 전파 저지를 위한 방편으로 ‘거리 두기’, ‘마스크 쓰기’, ‘밀집 방지’ 등을 권장하고 있음에도, 확산은 줄어들지 않는 현실이다. 바이러스는 구성 성분 사이에 일어나는 화학반응물질로 성분 사이의 접촉과 온도에 의해 반응이 촉진된다. 특히 저온에서 촉매작용을 일으키는 인(phosphorus)은 자연으로부터 쉽게 체내로 유입되고, 인과 결합해 초기 바이러스입자를 구성하는 리보오스는 목당(wood sugar)과 자일리톨(xylitol)의 이성체(isomer), 설탕(sugar)에 50%를 점유하고 있는 과당(fructose)과 당밀(molasses)에 함유되고 있는 푸르푸랄(furfral)을 섭취하므로 바이러스 생성을 부채질한다.

WHO 사무총장의 충고도 아랑곳하지 않고, 근거도 없는 박테리아 살충제를 권장하고 있으나, 이들은 고분자(macromolecular)이고, 중화기능을 가지고 있지 않아 바이러스활성기(active terminal)를 차단하지 못하고, 도포(spread)하는 물리작용으로 증식(proliferation)과 고갈(deleletion)을 억제할 뿐 완전한 활성기의 차단이 불가능해 치유가 잠시일 뿐, 피막이 사라진 다음 잔류하는 바이러스인산기의 재현에 의해 감염후유증에 시달리게 되고, 재발의 여지를 남기게 한다. 이 같은 현상은 혈장에 칼슘 함량이 제로(zero)에 가깝고, 인 함량이 최고조로 극심한 통증에 시달리는 뇌졸증 질환자들이 이를 대변해주고 있다.

인체에 인이 0.8∼1.2%함유하고 있음에 비교하여 칼슘을 1.5∼2.2%함유하고 있다. 이 같은 존재비는 건강을 유지하도록 하는 항상성(homeostasis)조건이고, 생산성 생물의 도움으로 지탱하는 생화학적 소비성 생물이기에 자연환경에서 발생되는 자외선과 이온방사선, 생체에 미치는 다양한 화학약품과 활성산소(reactive oxygen)에 의한 영향은 피할 수는 없으나, 모든 분자는 화학적으로 안정된 상태를 유지하는 존재이다.

따라서 환경조건에 의한 DNA 손상을 완전하게 부인할 수 없는 생체이기에 나타나는 현상은 더 많은 연구가 요구되는 문제이다. 자외선과 이온방사선, 활성산소(reactive oxygen)에 의한 DNA전자분포의 혼란은 일어날 수 있으나, DNA의 전자배위에 균형과 안전성의 흔들림은 잠시적인 충격일 뿐, 핵산이 발휘하는 공명(resonance)에 의존한 강력한 결합은 물의 수소 결합(water hydrogen bond)보다 우월하며, 복구(repair)는 짧은 시간 내에 이뤄진다.

그럼에도 2015년 노벨화학상 수상자 Tomas Lindahl, PaolModrich, Aziz Sancar 등의 DNA복구원리(DNA repair mechanism) 연구에서 자연환경에 의해 발생된다는 변이원성물질(mutagenic material)과 발암을 DNA 손상으로 취급하는 것은 안정성이 강력한 DNA의 분자화학적 구조와 결합상태를 충분히 이해하지 못함에서 비롯된 오해인 듯하다.

지상에 있는 모든 분자는 화학적으로 가장 안정상태를 유지한다는 원리는 외적인 악조건에도 견딜 수 있기에 안전성을 유지하고 있다. DNA는 원자로부터 분자에 이르기까지 혼란스러운 과정을 통해 균형을 찾아 평화로운 분자를 형성하고 있는 특히 안정상태(especially stable)의 분자이다(especially stable). 그렇지 않다면 DNA연관 질병이 다양했을 것이다. 자연의 섭리에 합치된 화합물은 지구환경에 특이한 변화가 없는 한 본질이 보장되고 유지된다는 분자생명화학의 논리이다.

미생물 세균살균제, 유해성 잔존
현재 사용하고 있는 손 씻는 세제는 미생물 세균살균제(sterilizer)로 바이러스 퇴치에는 효과가 의심스럽다. 주성분이 염소화합물, 알코올, 4급암모늄화합물, 과산화물, 페놀화합물의 혼합제로 피부를 통한 흡수로 유해성이 잔존한다. 이들 각각의 물성은 표 1과 같다. 이들 모두는 피부질환의 유발성분으로 어린이들에게 주의가 요구되고, 털옷 입고 있는 반려동물에게 특히 유해하다. 살균제는 생물(life)에 대한 독성을 이용한 사멸(bring down) 목적으로 사용한다.

 

바이러스 소독제는 알칼리성 중화물질이 효과적
중화제는 무생물(non-life)인 화학입자의 활성기(active terminal)를 중화하여 중성화(neutralizing)를 목적으로 사용한다. 중화된 물질은 수용성과 고형성(solidify)로 분류하고, 수용성은 다시 전해(electrolysis)하여 바이러스 활성입자의 재생이 염려되기 때문에, 강력한 활성기인 인산 근간(Phospho Backbone)의 곁가지마저 중화하여 고형화합물(solidify compound)로 전환할 수 있는 중화제가 효과적이다.

산성인 인산기를 중화할 수 있는 대적물(against substance)은 알칼리성 화합물(alkali compound)이고, 수용성인나트륨(Na+), 칼슘(Ca++), 아연(Zn++), 마그네슘(Mg++) 화합물이며, 고형화를 위해서는 칼슘(Ca++), 아연(Zn++), 마그네슘(Mg++) 화합물이 이상적이다. 체외(in vitro) 조건에서 바이러스소독제는 표 2와 같은 알칼리성 중화물질이 저렴하고 효과적이다.

 
 

지성규 박사, 삼풍BnF 회장

식품저널 2020년 10월호 게재

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