카이스트 홍승우 교수 연구실은 유기합성화학, 촉매화학, 의약화학, 케미컬 바이올로지 등 다양한 분야를 아우르는 융합적 연구를 선도하고 있습니다. 본 연구실은 새로운 유기합성 반응의 개발과 혁신적인 촉매 시스템 구축을 통해, 기존의 한계를 뛰어넘는 분자 합성 전략을 제시하고 있습니다. 특히, 전이금속 촉매, 금속-프리 촉매, 광화학 및 전기화학을 접목한 친환경적 합성 방법론을 개발하여, 복잡한 분자 구조의 효율적 합성과 기능성 화합물의 신속한 생산을 가능하게 하고 있습니다. 의약화학 및 케미컬 바이올로지 분야에서는 구조 기반 가상 스크리닝, de novo 디자인, 3D-QSAR 등 첨단 컴퓨터 기반 약물 설계 기법을 활용하여, 암, 신경질환, 염증성 질환 등 다양한 질병 표적에 대한 선택적 저해제 및 활성 조절 분자를 개발하고 있습니다. PI3K, BCR-ABL, EGFR, LRRK2, TrkA, BTK, GSK3β 등 주요 키나아제 및 수용체 단백질에 대한 저해제 개발에서 세계적인 성과를 내고 있으며, 실제 세포 및 동물 모델에서의 효능, 약물동태, BBB 투과성 등 약리학적 특성도 체계적으로 검증하고 있습니다. 또한, 본 연구실은 가시광선 유도 광화학 및 라디칼 기반의 선택적 C–H 결합 활성화, 분자 골격 편집(skeletal editing) 분야에서 독보적인 연구를 수행하고 있습니다. N-기능화 피리디늄 염, EDA 복합체, 광감응성 유기염료 등을 활용하여, 기존의 산성 조건이나 금속 촉매 없이도 다양한 위치 선택적 치환 반응을 구현하고, 후기 단계에서의 분자 골격 재구축 및 구조 다양화 전략을 통해 신약 후보 물질 및 기능성 소재 개발에 기여하고 있습니다. 이러한 연구는 단순한 합성 기술의 발전을 넘어, 의약화학, 재료화학, 농약, 바이오컨쥬게이션 등 다양한 응용 분야로 확장되고 있습니다. 특히, 후기 단계에서의 분자 골격 편집과 복잡한 생리활성 분자의 구조 다양화에 기여함으로써, 신약 후보 물질 및 신소재 개발에 중요한 기반을 제공하고 있습니다. 또한, 생체적합적 광화학 반응을 활용한 단백질-저분자 결합체(ADC) 개발, 바이오컨쥬게이션, 펩타이드/단백질 표적화 등 케미컬 바이올로지 융합 연구도 활발히 진행 중입니다. 카이스트 홍승우 교수 연구실은 국내외 유수의 연구기관 및 산업체와의 협력을 통해, 기초과학의 발전뿐만 아니라 실질적인 산업적 응용 및 기술 이전에도 기여하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 유기합성화학 및 의약화학 분야에서 세계적인 연구 역량을 바탕으로, 혁신적인 신약 후보 물질 및 차세대 기능성 분자 개발을 선도해 나갈 것입니다.