단백질 구조 기반 표적 신약 개발은 질병의 원인이 되는 세포 신호전달 단백질을 발굴하고, 이들의 3차원 구조를 규명함으로써 질병 유발 메커니즘과 단백질 간 상호작용을 심층적으로 이해하는 연구입니다. 본 연구실에서는 염증반응, 면역세포 신호전달계, 세포죽음 및 생존 신호전달 등 다양한 생체 내 신호전달 경로에 관여하는 단백질을 주요 타깃으로 삼고 있습니다. 이를 위해 x-ray 결정학, Cryo-EM, SAXS 등 첨단 구조분석 기법과 생화학적, 생물리학적 방법을 융합하여 단백질-단백질 결합 및 신호전달의 분자적 원리를 밝히고 있습니다. 이러한 구조생물학적 접근은 질병 유발 단백질의 기능적 도메인과 활성 부위를 정확히 파악하는 데 필수적입니다. 구조 정보를 바탕으로 신약 후보물질을 설계하고, 단백질-화합물 결합의 특이성과 효율성을 극대화하는 표적 치료제 개발에 집중하고 있습니다. 최근에는 AI 기반 타깃 발굴, 유전체 및 단백질 메타분석, 약동학 모델링 등 정보학적 기법을 접목하여 신약 개발의 효율성과 성공률을 높이고 있습니다. 이 연구는 암, 자가면역질환, 희귀난치성 질환 등 다양한 질병의 맞춤형 치료제 개발에 직접적으로 기여하고 있습니다. 또한, 구조 기반 신약 개발 플랫폼을 구축하여 글로벌 제약산업과의 협력 및 기술이전을 활발히 추진하고 있으며, 차세대 바이오마커 발굴과 신약 후보물질의 효능 최적화에도 중점을 두고 있습니다.

비대칭 촉매 반응 연구는 유기화학 및 의약품 합성 분야에서 중요한 위치를 차지합니다. 본 연구실에서는 전통적인 비대칭 촉매 반응의 효율을 극대화하기 위해 산소를 이용한 산화반응을 비롯한 다양한 촉매 시스템을 개발해왔습니다. 10년 이상 축적된 연구 경험을 바탕으로, 저농도의 촉매로도 높은 선택성과 수율을 달성할 수 있는 반응 조건을 최적화하고 있습니다. 최근에는 이러한 비대칭 촉매 반응을 연속공정기술(Continuous Manufacturing Technology, CMT)과 결합하여, 의약품 및 원료의약품(API) 합성의 산업적 효율성을 크게 향상시키고 있습니다. 연속공정기술은 생산 공정의 자동화, 품질 일관성, 비용 절감 등 다양한 이점을 제공하며, 실제 제약산업에서의 적용 가능성을 높이고 있습니다. 또한, 천연물 전합성, 산화반응, 비대칭 촉매 등 다양한 유기화학적 방법론을 융합하여 신약 후보물질의 대량 생산과 상용화에 기여하고 있습니다. 이 연구는 친환경적이고 경제적인 신약 합성 공정 개발에 중점을 두고 있으며, 제약산업의 글로벌 경쟁력 강화와 신약 개발의 혁신을 이끌고 있습니다. 또한, API 합성, 약품화학, 제약공정기술 등 다양한 분야와의 융합 연구를 통해 차세대 의약품 생산 플랫폼 구축에 앞장서고 있습니다.

Epigenome 기반 바이오마커 발굴 및 효능 최적화 연구는 난치성 질환의 임상적 수요를 예측하고, 유전체 및 단백질 메타분석, AI 기반 타깃 발굴, 약동학 모델링 등 첨단 정보학 기술을 활용하여 새로운 치료 전략을 제시합니다. 본 연구실은 대사체, 단백질 구조, 포스트트랜슬레이션 변형(PTM), 지질체 등 다양한 생체지표를 통합적으로 분석하여, 질병의 조기 진단과 맞춤형 치료제 개발에 필요한 핵심 바이오마커를 도출하고 있습니다. Epigenome 조절기전의 규명 및 제어제 개발은 KDMs, Phosphatases 등 히스톤 조절 단백질을 표적으로 하여, 암세포 및 신경줄기세포 기반의 신경계 재생, 전임상 실험 등 다양한 모델에서 효능을 검증하고 있습니다. 또한, 히스톤 조절 단백질 기반 난치성 질환 치료제 개발 플랫폼(EPIPAD)을 구축하여, 글로벌 의약학 인재 양성과 바이오마커 발굴, 기전 규명, 제어제 개발 및 효능 최적화에 이르는 전주기적 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 희귀난치성 질환, 암, 신경계 질환 등 기존 치료법으로 한계가 있었던 분야에서 혁신적인 치료제 개발의 가능성을 제시합니다. 정보학 기반의 통합적 분석과 구조생물학적 접근을 결합하여, 차세대 정밀의료 및 맞춤형 신약 개발의 새로운 패러다임을 선도하고 있습니다.