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김연주 연구실

경희대학교 한방생명공학과

김연주 교수

Anti-inflammatory

Cancer Therapy

Nanoparticles

김연주 연구실

한방생명공학과 김연주

김연주 연구실은 응용미생물학과 생명공학을 기반으로 천연물, 미생물, 나노바이오 융합기술을 활용한 항암, 항염, 면역증강, 항바이러스 소재 개발에 특화된 연구를 수행하고 있습니다. 연구실은 인삼, 생강, 오미자 등 한방 및 전통 식물에서 유래한 유효 성분의 대량생산, 생물전환, 구조변환을 위한 미생물 및 효소 활용 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 미생물 발효 및 유전자 조작을 통해 기존에 얻기 어려웠던 희귀 사포닌이나 기능성 대사산물을 효율적으로 생산하고, 이들의 항암, 항염, 면역조절 효과와 작용기전을 분자생물학적으로 규명합니다. 또한, 연구실은 미생물 및 천연물 유래 대사산물과 금, 은, 셀레늄 등 금속 나노입자를 융합한 나노바이오 소재 개발에 집중하고 있습니다. 미생물 또는 식물 추출물을 환원제 및 안정화제로 활용하는 친환경적 나노입자 합성법을 적용하여, 인체 안전성과 대량생산 가능성을 높이고 있습니다. 합성된 나노입자는 다양한 암세포주 및 동물모델에서의 항암, 항염, 면역증강, 항바이러스 효과를 평가하며, NF-κB, MAPK, PI3K/Akt, ferroptosis, autophagy 등 다양한 분자수준의 작용기전을 심층적으로 분석합니다. 연구실은 또한 미생물 기반의 기능성 소재 개발뿐 아니라, 식물생장촉진, 환경스트레스 저항성 증진, 중금속 및 염류 스트레스 완화 등 농업생명공학 분야에도 연구를 확장하고 있습니다. 다양한 신규 미생물 균주(예: Bacillus, Paenibacillus, Curtobacterium, Sphingomonas 등)를 분리·동정하여, 이들의 대사산물 및 효소를 활용한 응용 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 이를 통해 식품, 의약, 화장품, 농업 등 다양한 산업 분야에 적용 가능한 기술을 개발하고 있습니다. 연구실은 다수의 국내외 특허 등록, 기술이전, 시제품 개발, 산업화 성과를 보유하고 있으며, 국내외 저명 학술지에 활발히 논문을 발표하고 있습니다. 또한, 정부 및 산업체와의 공동연구, 산학협력, 국제학술대회 발표 등 활발한 대외활동을 통해 연구성과의 사회적 확산과 산업적 활용을 적극적으로 추진하고 있습니다. 이처럼 김연주 연구실은 응용미생물과 나노바이오 융합기술을 바탕으로 차세대 바이오헬스케어 및 기능성 소재 산업을 선도하고 있으며, 미래 바이오산업의 혁신과 인류 건강 증진에 기여하고 있습니다.

Anti-inflammatory
Cancer Therapy
Nanoparticles
응용미생물 기반 천연물 및 나노바이오 융합 연구
김연주 연구실은 응용미생물학을 기반으로 다양한 천연물 및 미생물 유래 대사산물을 활용한 신약 및 기능성 소재 개발에 주력하고 있습니다. 특히, 인삼, 생강, 오미자 등 한방 및 전통 식물에서 유래한 생리활성 물질의 대량생산과 생물전환, 그리고 이들의 항암, 항염, 면역증강 효과를 심도 있게 연구합니다. 미생물 발효 및 유전자 조작 기술을 통해 기존에 얻기 어려웠던 희귀 사포닌이나 기능성 대사산물을 효율적으로 생산하는 방법을 개발하고, 이들의 생리활성 기전을 분자생물학적, 세포생물학적 수준에서 규명합니다. 이 연구실은 또한 미생물 유래 효소(예: β-글루코시다아제, UDP-글리코실트랜스퍼라제 등)를 이용한 천연물의 구조 변환 및 활성 증진에 대한 연구도 활발히 수행하고 있습니다. 이를 통해 기존 천연물의 한계를 극복하고, 새로운 기능성 소재 및 신약 후보물질을 발굴합니다. 최근에는 미생물 유래 신규 균주(예: Bacillus, Lactobacillus, Curtobacterium 등)를 분리·동정하여 이들의 대사산물 및 효소를 활용한 다양한 응용 연구도 진행 중입니다. 이러한 연구는 식품, 의약, 화장품 등 다양한 산업 분야에 적용될 수 있으며, 실제로 여러 특허 및 기술이전, 산업화 성과로 이어지고 있습니다. 미생물 기반의 친환경적이고 안전한 생산공정 개발과 더불어, 기능성 소재의 효능 검증 및 기전 연구를 통해 차세대 바이오헬스케어 산업을 선도하고 있습니다.
나노바이오 융합기술을 활용한 항암·항염·면역증강 소재 개발
연구실은 미생물 및 천연물 유래 대사산물과 금, 은, 셀레늄 등 금속 나노입자를 융합한 나노바이오 소재 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 인삼 사포닌, 실리마린, 식물 추출물, 곤충 펩타이드 등 다양한 생리활성 물질을 금나노입자, 셀레늄나노입자 등과 결합하여 항암, 항염, 항바이러스, 면역증강 효과를 극대화하는 연구를 수행합니다. 이러한 나노복합체는 기존 소재의 낮은 용해도, 생체이용률, 표적 특이성 등의 한계를 극복할 수 있어 차세대 약물전달체 및 기능성 소재로 주목받고 있습니다. 나노입자 합성 과정에서는 미생물(예: Bifidobacterium, Bacillus, Curtobacterium 등) 또는 식물 추출물을 환원제 및 안정화제로 활용하는 친환경적 방법을 적용하여, 인체 안전성과 대량생산 가능성을 높이고 있습니다. 합성된 나노입자는 다양한 암세포주 및 동물모델에서의 항암효과, 염증 억제, 면역세포 활성화 등 다각도의 생리활성 평가를 거치며, 분자수준의 작용기전(예: NF-κB, MAPK, PI3K/Akt, ferroptosis, autophagy 등)도 심층적으로 분석합니다. 이러한 연구는 항암제, 항염증제, 면역증강제, 항바이러스제 등 다양한 바이오의약품 및 기능성 식품, 화장품 소재 개발로 이어지고 있습니다. 실제로 다수의 특허 등록과 기술이전, 시제품 개발, 산업화로 연결되고 있으며, 국내외 학술지에 활발히 논문을 발표하고 있습니다. 나노바이오 융합기술을 통해 기존 천연물 및 미생물 소재의 한계를 극복하고, 미래 바이오헬스케어 산업의 혁신을 이끌고 있습니다.
1
Biosynthesis of a Novel Ginsenoside with High Anticancer Activity by Recombinant UDP-Glycosyltransferase and Characterization of Its Biological Properties
Wang, Dandan, Jin, Yan, Wang, Hongtao, Zhang, Chenwei, Li, Yao, Subramaniyam, Sathiyamoorthy, Sohng, Jae-Kyung, 백남인, 김연주
MOLECULES, 2025
2
Vogesella oryzagri sp. nov., isolated from the rhizosphere of rice and in silico genome mining for the prediction of biosynthetic gene clusters
Huq, Md Amdadul, 김연주, Rahman, M Mizanur, Alam, Md Morshedul, Srinivasan, Sathiyaraj, Kang, Kwon-Kyoo, Akter, Shahina
International journal of systematic and evolutionary microbiology, 2025
3
Hierarchical network modulation of cell death regulators and inflammatory genes by biogenically engineered gold nanoconstructs with CK in gastric tumorigenesis
Samad, Abdus, Gnanasekaran, Abishek, 김연주
CANCER NANOTECHNOLOGY, 2025
1
[Bridge 3.0 실용화지원] 항염활성이 강한 비피도세포막 금나노결합체의 대량생산 및 시제품 개발(1/1)
교육부
2023년 09월 ~ 2024년 02월
2
국내 유용자원인 나라꽃 무궁화에 캘러스 배양기술이 적용된 화장품 소재 및 제형 개발 (1/1)
경기도경제과학진흥원
2021년 06월 ~ 2021년 12월
3
발효공정 개선을 통해 기능성 및 범용성이 증진된 감발효물의 제조 및 이를 활용한 트러블-케어 제품 개발(1/1)
(통합)연구개발특구진흥재단
2021년 06월 ~ 2021년 11월