정의만 연구실은 분자생화학적 접근을 통해 트랜스글루타미나아제 2(TG2)의 구조와 기능, 그리고 다양한 생리적 및 병리적 현상에서의 역할을 심도 있게 연구하고 있습니다. TG2는 단백질의 교차결합, 폴리아미네이션, 디아미네이션 등 다양한 효소적 기능을 수행하며, 세포 내외 환경에서 중요한 조절자 역할을 합니다. 연구실에서는 TG2의 활성 조절 메커니즘, 특히 칼슘 이온, GTP, 산화적 스트레스에 의한 조절 경로를 분자 수준에서 규명하고 있습니다. TG2는 섬유화, 염증, 신경퇴행성 질환, 암 등 다양한 질환의 발병 및 진행에 관여하는 것으로 알려져 있습니다. 연구실은 동물 모델과 세포 모델을 이용하여 TG2의 병리적 역할을 분석하고, TG2 억제제 및 조절 인자를 발굴하여 질환 치료의 새로운 분자 타깃을 제시하고 있습니다. 특히, TG2의 활성화가 단백질 응집, 세포사멸, 면역세포 활성화 등과 어떻게 연관되는지에 대한 기초 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 백내장, 섬유증, 암 등 다양한 질환에 대한 치료제 개발로 이어지고 있습니다. 실제로 연구실은 TG2 억제제 및 관련 바이오마커를 활용한 특허를 다수 보유하고 있으며, 신약 개발 및 임상 응용을 위한 산학협력 프로젝트도 활발히 진행 중입니다. 이를 통해 분자생화학적 지식을 실제 의약학적 문제 해결에 적용하는 융합 연구를 선도하고 있습니다.

연구실은 글루타치온(GSH) 대사와 다이내믹스가 세포 노화 및 암의 발생, 진행, 치료 반응에 미치는 영향을 집중적으로 연구하고 있습니다. 글루타치온은 세포 내 산화환원 항상성 유지에 핵심적인 역할을 하며, 항산화 방어, 해독, 세포 신호전달 등 다양한 생명현상에 관여합니다. 연구실은 GSH의 농도 변화와 재생능력, 그리고 이와 연관된 효소 시스템이 줄기세포, 암세포, 면역세포의 기능 조절에 미치는 영향을 분자 수준에서 규명하고 있습니다. 특히, 연구실은 암 미세환경에서의 글루타치온 다이내믹스가 암 줄기세포의 생존, 항암제 내성, 면역세포의 활성화에 미치는 영향을 다각도로 분석하고 있습니다. 이를 위해 실시간 티올 측정이 가능한 바이오센서(FreSH-Tracer) 개발 및 특허화, 다양한 동물 모델 및 임상 샘플 분석 등 첨단 연구기법을 활용하고 있습니다. 최근에는 방광암, 대장암 등에서 글루타치온 대사 조절이 항암치료 반응성 예측 및 치료 효율 증진에 중요한 바이오마커 및 치료 타깃이 될 수 있음을 규명하였습니다. 이러한 연구는 노화 관련 질환, 암, 만성 염증 질환 등 다양한 질환의 예방 및 치료 전략 개발로 이어지고 있습니다. 실제로 연구실은 글루타치온 대사 조절을 통한 세포 노화 억제, 항암제 내성 극복, 조직 재생 촉진 등 다양한 응용 연구를 수행하고 있으며, 제주 지역의 천연자원과 연계한 신약 개발, 바이오헬스 혁신 연구에도 적극적으로 참여하고 있습니다.