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김연주 연구실

경희대학교 한방생명공학과

김연주 교수

Cancer Therapy

Anti-inflammatory

Nanoparticles

V3_minor

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.

Cancer Therapy
Anti-inflammatory
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.
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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, 202502
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, 202502
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, 202502
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