본 연구실은 생체 세포막에 존재하는 다양한 단백질, 특히 이온채널, 수용체, 수송체 등 막단백질의 활성과 조절 메커니즘을 분자 수준에서 심층적으로 연구하고 있습니다. 이러한 막단백질들은 세포의 생리적 기능 유지에 필수적이며, 신경계에서는 신호전달의 핵심 역할을 담당합니다. 특히 고등동물의 신경계에서 이온채널이 생성하는 전기적 신호는 신경세포 내·외부 및 신경세포 간의 신호 전달에 결정적인 역할을 하며, 이 과정의 미세한 조절이 신경계의 정상적 기능과 질환 발생에 직결됩니다. 최근 연구에서는 다양한 신경·정신계 질환이 세포막 단백질의 변이 또는 기능 이상과 밀접하게 연관되어 있음이 밝혀지고 있습니다. 이에 따라 본 연구실은 막단백질의 구조, 기능, 조절 양상을 분자생물학, 전기생리학, 구조생물학 등 다양한 첨단 기법을 활용하여 규명하고 있습니다. Cryo-EM, 유전자 조작 동물모델, 세포 기반 분석 등 다각적인 접근을 통해 단백질의 활성 조절 메커니즘을 밝히고, 이와 관련된 신경계 질환의 병태생리적 원인을 탐구합니다. 이러한 연구는 신경세포의 신호전달 기전 이해를 넘어, 세포막 단백질을 표적으로 하는 신약 개발 및 질환 치료 전략 수립에도 중요한 기초자료를 제공합니다. 특히, 본 연구실에서 도출한 활성조절물질 및 신규 화합물은 배뇨장애, 신경계 질환, 정신질환 등 다양한 분야에서 의약학적 활용 가능성을 제시하고 있습니다.

Cereblon(CRBN)은 E3 유비퀴틴 리가아제 복합체의 기질 인식 단백질로, 최근 다양한 생리적·병리적 기능이 밝혀지며 신경과학 및 대사질환 연구에서 주목받고 있습니다. 본 연구실은 CRBN의 분자적 작용기전, 특히 신경계 및 대사조절에서의 역할을 집중적으로 연구하고 있습니다. CRBN은 이온채널, 키나아제, 샤페론 등 다양한 단백질과 상호작용하며, 단백질의 안정성, 분해, 신호전달 조절에 관여합니다. 특히, CRBN이 신경세포 내에서 tau, α-synuclein 등 신경퇴행성 질환 관련 단백질의 분해 및 응집 조절에 미치는 영향, 파킨슨병 및 알츠하이머병 등 신경질환의 병태생리와의 연관성을 밝히고 있습니다. 또한, CRBN이 AMPK(AMP-activated protein kinase)와의 상호작용을 통해 에너지 대사, 비만, 당뇨 등 대사질환의 조절에도 중요한 역할을 함을 규명하였습니다. 이를 위해 유전자 결손 동물모델, 세포 실험, 단백질 상호작용 분석 등 다양한 실험적 접근을 적용하고 있습니다. 이러한 연구는 CRBN을 표적으로 하는 신경·대사질환 치료제 개발의 기반을 마련하며, 실제로 CRBN-DJ1 결합 저해 펩타이드, CRBN 결합 펩타이드 등 혁신적 치료 후보물질을 발굴하여 특허화하였습니다. 앞으로도 CRBN의 생체 내 기능 및 질환과의 연관성에 대한 심층 연구를 통해, 신경질환 및 대사질환 극복을 위한 새로운 치료 전략을 제시할 계획입니다.