단백질 구조 기반 신약 개발은 현대 약학 연구에서 핵심적인 역할을 담당하고 있습니다. 본 연구실은 단백질의 3차원 구조를 바탕으로 약물의 발굴 및 디자인을 통해 신약을 개발하는 과정을 심도 있게 연구합니다. 이를 위해 X-선 결정학, 분자 동역학 시뮬레이션, 컴퓨터 기반 가상 스크리닝 등 다양한 첨단 기법을 활용하여 단백질-리간드 상호작용을 분석하고, 새로운 치료 표적을 발굴합니다. 특히 G 단백질 결합 수용체(GPCR)와 같은 막단백질의 구조 및 기능 연구에 집중하여, 이들 수용체의 활성화 메커니즘과 약물 결합 특성을 규명합니다. 분자모델링과 시뮬레이션을 통해 단백질의 유연성과 동적 변화를 반영한 약물 설계 전략을 개발하며, 실제 약물 후보물질의 효능 예측과 최적화를 위한 알고리즘도 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 신경계 질환, 암, 대사질환 등 다양한 질병의 치료제 개발에 직접적으로 기여하고 있습니다. 연구실은 또한 대규모 단백질 서열 및 구조 데이터베이스를 통합적으로 분석하여, 단백질 기능 예측, 도메인 분석, 안정성 예측 등 다양한 생물정보학적 접근을 시도합니다. 이를 통해 신약 개발의 초기 단계에서부터 후보물질의 효능과 안전성을 예측하고, 약물 표적의 특이성과 선택성을 높이는 데 중점을 두고 있습니다. 이러한 융합적 연구는 미래 맞춤형 정밀의학 실현에 중요한 밑거름이 되고 있습니다.

본 연구실은 인공지능(AI)과 빅데이터 분석 기술을 활용하여 신약 개발의 혁신을 이끌고 있습니다. 대규모 화학, 프로테오믹스, 유전체 데이터셋을 통합 분석하여, 질병 관련 단백질 표적과 활성 리간드를 효율적으로 발굴하는 연구를 수행합니다. 머신러닝, 데이터 마이닝, 네트워크 분석 등 다양한 AI 기반 방법론을 적용하여, 약물-표적 상호작용 예측, 약물의 구조-활성 관계 분석, 약물 대사 부위 예측 등 신약 개발의 전 과정을 데이터 중심으로 혁신하고 있습니다. 특히 Epigenome 기반 바이오마커 발굴, 효능 최적화, 임상 수요 예측 등 실제 임상적 활용이 가능한 연구를 중점적으로 진행합니다. 유전체 및 단백질 메타분석, AI 기반 타겟 디스커버리, 약동학 모델링, 안전성 예측 등 다양한 분석 플랫폼을 구축하여, 난치성 질환 및 암 등 복잡한 질병의 치료제 개발에 필요한 핵심 정보를 제공합니다. 또한 정보학 기반의 문헌-지식 데이터와 실험 데이터를 융합하여, 신뢰성 높은 바이오마커와 치료 표적을 제시합니다. 이러한 연구는 산학협력 및 글로벌 공동연구를 통해 실제 제약 산업 현장에 적용되고 있으며, 바이오마커 기반 맞춤형 치료제 개발, 신약 후보물질의 효능 및 안전성 검증, 신속한 임상 진입 등 다양한 성과를 창출하고 있습니다. AI와 빅데이터를 활용한 혁신적 신약 개발 전략은 미래 바이오헬스 산업의 경쟁력을 높이는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.

연구실은 전통적인 유기합성 및 비대칭 촉매 반응 연구를 기반으로, 의약품의 효율적이고 친환경적인 합성 방법 개발에 주력하고 있습니다. 초기에는 천연물 전합성과 비대칭 촉매 반응을 중심으로 연구를 진행하였으며, 최근에는 산소를 이용한 산화반응과 이를 연계한 연속공정기술(Continuous Manufacturing Technology, CMT)로 연구 영역을 확장하였습니다. 이러한 접근은 소량의 촉매로도 높은 효율을 달성할 수 있는 혁신적 합성법을 제공하며, 실제 산업 현장에서의 적용 가능성을 높이고 있습니다. 비대칭 촉매 반응은 신약 개발에 있어 입체선택적 합성의 핵심 기술로, 약물의 활성 및 안전성에 직접적인 영향을 미칩니다. 연구실에서는 다양한 촉매 시스템과 반응 조건을 최적화하여, 고순도·고효율의 의약품 중간체 및 활성 성분을 합성하고 있습니다. 또한 연속공정기술을 도입함으로써, 기존의 배치식 합성에 비해 생산성을 극대화하고, 품질 관리 및 공정 안전성을 크게 향상시키고 있습니다. 이러한 연구는 제약공정기술, API 합성, 유기화학, 촉매 반응 등 다양한 분야와의 융합을 통해, 차세대 의약품 제조의 패러다임을 제시하고 있습니다. 친환경적이고 경제적인 합성법 개발은 글로벌 제약 산업의 지속가능한 성장에 기여하며, 실제 신약 개발 및 상용화 과정에서 중요한 역할을 담당하고 있습니다.