본 연수는 ‘탄소-질소 결합 내 질소 원자 선택적 편집’을 기반으로 생리활성 물질의 화학 골격에서 질소를 정밀하게 바꾸는 전략을 연구하는 것임. 연구 목표는 (1) <이산화황(SO2) 원천 반응물>로 분자 골격의 단일 질소를 술폰 작용기로 일대일 변환하는 단일-원자 골격 편집 반응 구축, (2) <생체분자 내 라이신 선택적 변형>까지 응용 가능한 지방족 1차 아민의 질소 원자 제거 및 신규 결합 형성 전략 개발에 있음. 핵심 연구 내용은 라디칼 기반 SO2 포획으로 알킬 라디칼을 술포닐 라디칼로 안정화해 질소를 술폰화하는 방법과, 이소다이아진 중간체 및 가시광선 광촉매 에너지 전이로 생체적합 탈아민화 및 ‘동위원소 15-질소’ 도입을 확장하는 전략임. 기대 효과는 후기-단계 기능화의 반응성 한계를 넓혀 화학적 공간과 응용 가능성을 확대하고, 15-라이신/15-이민 생성물의 SIL 펩티드 기반 정량 프로테오믹스·NMR 등 AQUA 응용에 활용 가치가 큼.

2차년도 (2012) 연구 결과 - 분석플랫폼 구축을 위한 효소기질 (DNA, RNA) 제작 및 평가 선천적 면역반응, translation 조절, C형 간염 등에 관련된 RNA helicase (Rig-1, eIF4A, HCV NS3 helicase 등) 활성 분석을 위한 RNA 기질의 제작 및 평가 helicase의 활성과 화합물의 intercalation 정도에 대한 상관관계 파악 및 검증 - Influenza virus 관련 시스템 구축을 위한 구성물질 제작 및 평가 influenza viral promotor vRNA와 cRNA 합성 단백질-RNA 상호작용 부위를 알아내기 위한 random 라이브러리 제조 상호작용에 필요한 최적화된 도메인 도출 및 DNA 클로닝, 단백질 발현 및 정제 - 치매관련 시스템 구축을 위한 구성물질 제작 및 평가 새로운 바이오분석기술이 지향해야하는 요소 파악 프로토타입 형태의 플랫폼 기술 설계 - 암 관련 시스템 구축을 위한 구성물질 제작 및 평가 키나제 활성 저해 물질의 설계, 합성 및 도출 합성생물학과 click chemistry 에 적용이 가능한 비천연 아미노산의 선별 및 유기 합성저해제를 이용하여 키나제 활성 assay 및 검증 3차년도 (2013) 연구 계획 - 각 DNA/RNA helicase의 특성에 맞는 효소활성 분석 플랫폼의 최적화 - 생분자간 상호작용 분석 플랫폼의 다양화 및 최적화 - 생분자간 상호작용의 생물리적 특성을 분자수준에서 연구

- DNA/RNA에 작용하는 효소 활성 분석을 위한 나노기술기반 분석 플랫폼 분석플랫폼 구축을 위한 효소기질 제작 및 평가: 선천적 면역반응, translation 조절, 바이러스성 질환 등에 관련된 신개념의 DNA 및 RNA helicase 활성 분석 기술 개발 개발된 분석 플랫폼을 이용한 질병모델에서 helicase 활성 조절 메커니즘 바이러스 유래 질병 관련 상호작용 규명 및 질병 진단 및 치료에 적용할 수 있는 활성물질 탐색 효율적인 대량탐색기술 (HTS)이 가능한 nuclease, DNA methylase 효소활성 분석 기술 개발 Influenza 질병 관련 메커니즘과 상호작용 규명 및 치료후보물질 탐색과 관련 시스템 구축을 위한 구성물질 제작 및 평가 치매 및 암 관련 RNA-단백질 상호작용 분석 기술 및 이를 이용한 활용 모델 제시 - 생분자간 상호작용 (단백질-단백질, 단백질-리간드, 등) 분석을 위한 플랫폼 생분자간 상호작용 분석 플랫폼의 다양화, 최적화 및 범용적 응용성이 있고, 정량적 분석이 가능한 high-throughput assay 용 바이오칩 기술 확립 합성생물학과 click chemistry 에 적용이 가능한 비천연 아미노산의 선별 및 유기 합성저해제를 이용하여 키나제 활성 assay 및 검증 상호작용에 필요한 최적화된 도메인 도출 및 DNA 클로닝, 단백질 발현 및 정제 암질병 관련 여러 키나제 리간드의 바이오칩 표면에의 접합 및 assay 기술 확립 나노기술기반 대량탐색기술 (HTS)을 이용하여 키나제 활성 저해제 탐색 도출된 키나제 활성저해제를 바탕으로 관련유도체의 효율적 합성 방법 및 최적화 암 관련 시스템 구축을 위한 구성물질 제작 및 평가: 키나제 활성 저해 물질의 설계, 합성 및 도출

본 과제는 기존 항암제가 잘 듣지 않는 c-KIT 돌연변이의 원인을 구조적으로 이해하고, 이를 정확히 겨냥하는 새로운 저해제를 찾기 위한 연구임. 연구 목표는 c-KIT(D816V/H) 3차원 구조 모델 구축과 도킹 알고리즘 분석을 기반으로 약물내성 기전을 규명하고 선택적 저해제를 설계하는 데 있음. 핵심 내용은 활성물질의 구조-활성 상관관계 분석, Fragment-growing 전략을 활용한 후보물질 최적화, 결합 속도와 평형상수 기반의 상호 연관성 도출, 세포·동물모델 검증, 병용 칵테일 요법 탐색임. 기대 효과는 기존 글리벡, 수텐트 등에 내성을 보이는 변이 c-KIT을 표적으로 하는 선택적 저해제 개발 기반 확보와 부작용 감소된 표적 치료 전략 마련임.