곽민규 연구실
바이오공학부 곽민규
곽민규 연구실은 식품영양학과를 기반으로 미생물학, 생명공학, 식품과학이 융합된 다학제적 연구를 선도하고 있습니다. 연구실의 주요 연구 분야는 김치 등 전통 발효식품 및 동물성 식품에서 유래한 프로바이오틱스 유산균과 이들이 생산하는 사이클릭 디펩타이드(cyclic dipeptides, CDPs)의 항균, 항진균, 항바이러스 활성 규명 및 응용입니다. 특히, 다제내성 세균, 병원성 진균, 인플루엔자 바이러스 등 다양한 병원체에 대한 천연 항생제 및 항바이러스제 개발에 중점을 두고 있습니다.
연구실은 고효율 분리·정제 기술을 활용하여 유산균 및 식품 유래 미생물의 2차 대사산물을 대량 생산하고, 이들의 생리활성 및 작용 메커니즘을 심층적으로 분석합니다. 메추리알, 김치 등 다양한 식품 모델에서 유산균을 보충하여 얻은 추출물의 항균·항바이러스 효과를 검증하고, 이를 바탕으로 특허 출원 및 산업적 응용까지 이어지는 연구 성과를 창출하고 있습니다. 실제로, 메추리알에서 분리한 CDPs 추출물의 항균·항진균·항바이러스 조성물 등은 식품 및 의약품 소재로서의 가능성을 인정받고 있습니다.
또한, 연구실은 미생물의 대사 및 산화환원 조절 메커니즘에 대한 기초 연구도 활발히 수행하고 있습니다. Candida albicans, Bacillus subtilis, Streptococcus pneumoniae 등 다양한 미생물을 모델로 하여, 글루타티온 대사, 메틸글리옥살 해독, 항산화 효소 활성 조절 등 미생물의 성장, 분화, 병원성, 환경 적응력에 미치는 영향을 분자 수준에서 규명하고 있습니다. 이러한 연구는 미생물 기반의 항산화 소재 개발, 기능성 식품 및 바이오의약품 생산, 환경 정화 등 다양한 응용 분야로 확장되고 있습니다.
연구실은 국내외 다양한 학술대회 및 국제 저널에 활발히 연구 결과를 발표하고 있으며, 다수의 특허 및 수상 경력을 보유하고 있습니다. 또한, 식품의약품안전처, 한국연구재단 등 다양한 기관과의 협력 연구를 통해 사회적·산업적 파급효과가 큰 연구를 지속적으로 추진하고 있습니다.
향후 연구실은 식품 미생물 유래 천연물의 산업적 활용과 식품 안전성, 건강 증진에 기여하는 혁신적 연구를 지속적으로 확장할 계획입니다. 이를 통해 미래 식품과 바이오산업의 발전에 핵심적인 역할을 수행하고자 합니다.
Food Microbiology
Antibacterial Compounds
Antifungal Agents
프로바이오틱스 유산균 및 사이클릭 디펩타이드의 항균·항바이러스 연구
본 연구실은 프로바이오틱스 유산균, 특히 Lactobacillus plantarum과 Leuconostoc mesenteroides 등 김치 유래 유산균이 생산하는 사이클릭 디펩타이드(cyclic dipeptides, CDPs)의 항균 및 항바이러스 활성에 대한 심층 연구를 수행하고 있습니다. 다양한 발효 식품과 동물성 식품(예: 메추리알)에 유산균을 보충하여 얻은 추출물에서 CDPs를 분리·정제하고, 이들이 다제내성 세균, 병원성 진균, 인플루엔자 A(H3N2) 바이러스 등 다양한 병원체에 대해 강력한 억제 효과를 나타내는 것을 확인하였습니다. 특히, cis-cyclo(L-Leu-L-Pro), cis-cyclo(L-Phe-L-Pro) 등 특정 CDPs의 조합이 개별 성분보다 더 뛰어난 항균·항바이러스 효과를 보임을 밝혀냈습니다.
이러한 연구는 고병원성 미생물에 대한 새로운 천연 항생제 및 항바이러스제 개발에 중요한 기초 자료를 제공합니다. 연구실은 고효율 고속 고체상 추출법(SPE), 액-액 추출법(LLE), HPLC 등 첨단 분리·분석 기술을 활용하여 CDPs의 대량 생산 및 정제 방법을 개발하고, 이들의 생리활성 및 작용 메커니즘을 규명하고 있습니다. 또한, 김치 및 기타 발효식품의 기능성 평가와 더불어, 동물성 식품에 유산균을 보충하는 새로운 식품 가공기술의 가능성도 모색하고 있습니다.
이 연구는 특허 출원 및 산업적 응용으로도 이어지고 있습니다. 메추리알에서 분리한 CDPs 추출물의 항균·항진균·항바이러스 조성물, 그리고 유산균 배양액을 활용한 식품 및 의약품 소재 개발 등 다양한 분야에서 실질적인 성과를 내고 있습니다. 앞으로도 연구실은 식품 미생물 유래 천연물의 산업적 활용과 식품 안전성, 건강 증진에 기여하는 연구를 지속적으로 확장할 계획입니다.
미생물 대사 및 산화환원 조절 메커니즘 연구
본 연구실은 미생물의 대사 조절과 산화환원(oxidative stress) 시스템의 상호작용에 대한 기초 및 응용 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 특히 Candida albicans, Bacillus subtilis, Streptococcus pneumoniae 등 다양한 미생물을 모델로 하여, 글루타티온(GSH) 대사, 메틸글리옥살(methylglyoxal) 해독, 항산화 효소(예: superoxide dismutase, erythroascorbate peroxidase, cytochrome c peroxidase) 활성 조절 메커니즘을 규명하고 있습니다. 이러한 연구는 미생물의 성장, 분화, 병원성, 환경 적응력에 미치는 영향을 분자 수준에서 해석하는 데 중점을 두고 있습니다.
연구실은 유전자 변형(노크아웃 및 과발현) 균주를 활용하여, 특정 유전자(예: GLR1, GCS1, SOD2, SOD3 등)가 미생물의 산화환원 항상성과 대사 네트워크에 미치는 영향을 분석합니다. 또한, 미생물의 산화 스트레스 대응과 관련된 단백질의 발현 변화, 대사산물의 축적 및 해독 경로, 그리고 이들이 식품 품질 및 안전성에 미치는 영향까지 폭넓게 연구하고 있습니다. 예를 들어, 글루타티온 합성 효소 변이주를 이용한 GSH의 효율적 생산 모델 구축, 산화 스트레스가 식품 내 미생물 및 품질에 미치는 영향 분석 등이 대표적입니다.
이러한 연구는 식품 미생물학, 생명공학, 의약 및 환경 분야에서 미생물의 활용 가능성을 넓히는 데 기여하고 있습니다. 미생물의 대사 조절 및 산화환원 시스템을 이해함으로써, 항산화 소재 개발, 기능성 식품 및 바이오의약품 생산, 미생물 기반 환경 정화 등 다양한 응용 연구로 확장되고 있습니다. 앞으로도 연구실은 미생물의 분자생물학적 특성을 기반으로 한 혁신적 바이오소재 개발과 산업적 응용을 목표로 연구를 지속할 예정입니다.
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The high-throughput solid-phase extraction of cis-cyclo(L-Leu-L-Pro) and cis-cyclo(L-Phe-L-Pro) from Lactobacillus plantarum demonstrates efficacy against multidrug-resistant bacteria and influenza A (H3N2) virus
Son Jaeyoung, Hong Yeonju, Seong Hyeri, Oh Yoon Sin, Kwak Min-Kyu
FRONTIERS IN MOLECULAR BIOSCIENCES, 202405
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Senior Consumer Motivations and Perceived Value of Robot Service Restaurants in Korea
곽민규, 차성수, 이정선
Sustainability, 202103
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A Study on the Selection Attributes Affecting Pet Food Purchase: After COVID-19 Pandemic
Kwak, MK (Kwak, Min-Kyu), Cha, SS (Cha, Seong-Soo)
INTERNATIONAL JOURNAL OF FOOD PROPERTIES, 202101
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한국 전통 김치 분리 유산균주가 특이적으로 생산하는 항생물질인 프롤린 함유 싸이클릭디펩티드 (proline-containing cyclic dipeptides)의 생합성 효소 발굴 및 생물전환 기술을 활용한 항생제 대체제의 대량 생산 기술