원형식 연구실
Lab Introduction
연구실 소개
·구조생물-단백질공학 실험실
생체분자인 DNA의 3차 구조를 규명한 왓슨 박사는 그 구조를 바탕으로 유전의 원리를 규명하였으며 이에 따라 분자생물학이라는 용어를 최초로 사용했습니다. 그러나 세포의 생명활동 전반을 일구어내는 실질적인 일꾼은 또 다른 생체분자인 단백질이기 때문에, DNA 유전정보의 핵심은 단백질을 암호화하는 것입니다. 또한 단백질의 기능은 각 단백질 고유의 3차구조를 바탕으로 이루어지므로 단백질 구조 규명은 생명현상을 이해하기 위한 가장 중요한 분야 중 하나입니다. 특히, 인류가 발굴한 대다수의 약물은 단백질을 구조적으로 표적하여 작동하는 것이며, 단백질 자체에 대한 공학적 구조변동을 통해 다양한 바이오의약품이 창출되고 있습니다. 따라서 본 연구실에서는 생체 핵심 단백질들 및 약물 표적 단백질들의 구조-기능 관계를 분석하는 구조생물학 연구와 더불어 펩타이드, 호르몬, 항체 등의 단백질들을 응용하여 바이오의약품을 개발하기 위한 단백질공학 연구를 하고 있습니다.
·주요 연구 내용
- 유전자조절 단백질 및 분자샤페론 단백질들의 3차 구조와 기능 원리 : CRP (CAP), CP2c, Hsp70/40, Hsp33 등
- 약물 표적 단백질들의 3차구조 및 결합 약물 : HP0902 (헬리코박터균 표적), CP2c (항암 표적) 등
- 아밀로이드 피브릴 단백질 구조 변동 원리 및 저해 전략 : Glucagon (당뇨), Amyloid-β (알츠하이머병), α-Synuclein (파킨슨병) 등
- 펩타이드 및 항체 기반 바이오의약품 소재 : 항생·항염 펩타이드, 항암 항체절편 등
·주요 활용 기술
- 유전자재조합 및 단백질 발현: 중합효소연쇄반응(PCR)을 이용한 유전자 증폭, 플라스미드 재조합 및 대장균 형질전환 기술
- 단백질 정제 : FPLC 장비 및 각종 크로마토그래피를 이용한 자동화 정제 기술
- 핵자기공명(NMR, nuclear magnetic resonance) 분광법 : 단백질을 안정동위원소 표지하여 측정하고 단백질 3차구조, 구조변화, 생화학적 반응 및 분자상호작용 분석 기술
- X-선 결정화법 : 정제된 단백질의 결정(crystal)을 만들어 X-선 회절 분석을 통한 3차구조 규명 기술
- 생물물리학적 분석 : 원이색성(Circular Dichroism), 형광(Fluorescence), 산란(Light Scattering), 등온적정열량
(Isothermal Scanning Calorimetry), 시차주사열량(Differential Scanning Calorimetry), 표면플라즈몬공명(Surface Plasmon Resonance) 등 각종 분광학적 및 열역학적 분석
·국책 연구개발과제 연구책임자 수행
- “항암표적 단백질 LSF/CP2c의 DNA 결합 도메인 구조 및 결합 분자 상호작용 연구(2022 ~ 2025)” 과학기술정보통신부(한국연구재단)
- “항균/항염 펩타이드를 함유한 피부수복제 개발(2019 ~ 2020)” 중소벤처기업부(중소기업기술정보진흥원)
- “분자샤페론에 의한 단백질 생합성 조절 분자상호작용 연구(2019 ~ 2022)” 과학기술정보통신부(한국연구재단)
- “황반변성 치료용 바이오 의약 응용 소재 개발(2018 ~ 2019)” 중소기업기술정보진흥원
- “항체-기반 바이오의약품 기술 신규 플랫폼 개발(2017 ~ 2018)” 중소기업기술정보진흥원
- “전사인자 CP2 및 저해제 펩타이드 복합체 구조정보 구축을 통한 신규 항암 소재 연구개발(2016 ~ 2019)” 한국연구재단
- “항체-약물 접합체 기술 확립을 통한 신규 바이오의약품 후보물질 창출(2016 ~ 2017)” 중소기업기술정보진흥원
- “항암제 항체 절편 선도물질의 인간화 전환을 통한 최적화 선도물질 개발(2015 ~ 2016)” 중소기업기술정보진흥원
- “표적항암치료제 Anti-EGFR 바이오베터 개발(2014 ~ 2015)” 산업자원부(충청지역사업평가원)
- “Tid1/DnaJA3/mtHsp40 의 구조 및 p53, HAUSP, mortalin과의 분자 상호작용 분석을 통한, 미토콘드리아 경유 아폽토시스 조절기전 연구 (2013 ~ 2016)” 한국연구재단
- “샤페론 단백질 Hsp33 활성기전의 구조적 이해(2010 ~ 2013)” 한국연구재단
- “신약개발 구조정보 통합연구센터 - NMR 및 구조정보를 이용한 내성균 치료 펩타이드 소재 및 항바이러스 약물 발굴 연구 (2009 ~ 2014)” 보건복지부(한국보건산업진흥원)
- “Hsp33 단백질의 미해결 구조정보 완성을 통한 redox-switch chaperone 활성 기전 규명(2007 ~ 2010)” 한국학술진흥재단
·연구실 Alumni/졸업생 현황
제약/바이오업체
이유섭(석사, 박사) 삼성바이오로직스, 심대원(석사, 박사) ㈜앱틀라스, 조규성 (석사, 박사) ㈜오스코텍, 김서진(석사) ㈜한국비엠아이, 정태근(석사) HK바이오이노베이션㈜, 강주성(석사) ㈜앱틀라스, 유희완(석사) ㈜티움바이오, 왕채연(석사) ㈜앱틀라스, 현재원(석사) ㈜한국비엠아이, 김나영(석사) ㈜한국비엠아이 등
대학
이성희(석사) 충북대학교 약학대학(박사과정) 제약학, 이스나(석사) 고려대학교 생명과학과 생명과학 등
정부기관/국책연구원
김재석 (석사) 농림축산검역본부, 김수진 (석사) 한국해양과학기술원(KIOST) 등
