Lee Lab
화학공학과 이준구
이준구 교수 연구실은 포항공과대학교 화학공학과에 소속되어 있으며, 화학공학, 합성생물학, 화학생물학, 고분자화학 등 다양한 분야를 융합한 첨단 연구를 수행하고 있습니다. 연구실의 주요 목표는 기존 생명체에서 발견되지 않는 비천연 아미노산 및 새로운 고분자 물질의 합성, 그리고 이를 통한 차세대 바이오소재 및 치료제 개발입니다.
특히, 무세포 단백질 합성 시스템과 리보솜 공학을 활용하여, 기존 유전 암호 체계를 확장하고 다양한 화학적 특성을 지닌 아미노산을 단백질 내에 도입하는 혁신적 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 기술은 신약 개발, 맞춤형 바이오소재, 나노기술 등 다양한 분야에 응용될 수 있으며, 실제로 다수의 국제 저널 논문과 특허를 통해 그 성과가 입증되고 있습니다.
또한, 화학생물학과 고분자화학의 융합을 통해 시퀀스 정의 고분자, 펩타이드모방분자 등 새로운 기능성 소재의 합성에 성공하였으며, 이를 기반으로 한 신약 후보물질의 탐색, 바이오센서, 진단 및 치료용 소재 개발 등 다양한 응용 연구를 활발히 전개하고 있습니다. 연구실은 다학제적 접근을 통해 생명과학, 화학, 공학의 경계를 허물고, 미래 바이오 및 소재 산업의 혁신을 선도하고자 합니다.
연구실은 삼성, 과학기술정보통신부, 산업통상자원부 등 다양한 기관의 연구비 지원을 받고 있으며, 국내외 학회 및 학술대회에서 우수한 연구 성과를 발표하고 있습니다. 또한, 다양한 수상 경력과 특허 출원을 통해 연구의 우수성과 실용성을 인정받고 있습니다.
이준구 교수 연구실은 앞으로도 유전 암호 재설계, 번역기계 엔지니어링, 무세포 시스템 개발 등 혁신적 연구를 지속하여, 차세대 바이오소재 및 치료제 개발의 중심 연구실로 자리매김할 것입니다.
Cell-Free Protein Synthesis
Ribosome Engineering
RNA World
합성생물학을 통한 비천연 아미노산 및 고분자 합성
우리 연구실은 합성생물학과 화학공학의 융합을 통해 기존 생명체에서 발견되지 않는 비천연 아미노산 및 새로운 고분자 물질의 합성에 주력하고 있습니다. 이를 위해 리보솜 및 단백질 번역체의 엔지니어링 기술을 개발하여, 기존의 유전 암호 체계를 확장하고 다양한 화학적 특성을 지닌 아미노산을 단백질 내에 도입하는 연구를 수행하고 있습니다.
특히, 무세포(cell-free) 시스템을 활용하여 비천연 아미노산의 효율적인 도입과 새로운 펩타이드모방분자(peptidomimetics) 합성에 성공하였으며, 이를 통해 기존 단백질 기반 치료제의 한계를 극복하고자 합니다. 이러한 연구는 신약 개발, 바이오소재, 나노기술 등 다양한 분야에 응용될 수 있으며, 실제로 다양한 논문과 특허를 통해 그 성과가 입증되고 있습니다.
향후에는 더욱 다양한 비천연 아미노산 및 고분자 구조체의 합성을 목표로, 유전 암호의 재설계와 번역기계의 혁신적 엔지니어링을 지속할 계획입니다. 이를 통해 생명공학 및 화학공학 분야의 경계를 허물고, 차세대 바이오소재 및 치료제 개발에 기여하고자 합니다.
무세포 단백질 합성 시스템과 리보솜 공학
본 연구실은 무세포 단백질 합성(cell-free protein synthesis, CFPS) 시스템을 기반으로 한 혁신적 바이오소재 및 치료제 개발에 집중하고 있습니다. 무세포 시스템은 세포 내 복잡한 환경의 제약을 벗어나 자유롭게 다양한 화학적 변형과 외부 물질 도입이 가능하다는 장점이 있습니다. 이를 활용하여, 기존 생명체에서 불가능했던 새로운 펩타이드, 단백질, 고분자 물질의 합성을 실현하고 있습니다.
특히, 리보솜의 구조적·기능적 진화와 번역기계의 엔지니어링을 통해, 비표준 아미노산의 도입, 새로운 결합 형성, 그리고 고유의 기능을 가진 단백질 및 고분자 합성에 성공하였습니다. 이러한 연구는 신약 후보물질의 신속한 탐색, 맞춤형 바이오소재 개발, 그리고 유전자 및 단백질 라이브러리의 대량 생산 등 다양한 응용 분야로 확장되고 있습니다.
앞으로도 본 연구실은 무세포 시스템과 리보솜 공학의 융합을 통해, 기존 생명공학의 한계를 뛰어넘는 혁신적 연구를 지속할 계획입니다. 이를 통해 차세대 바이오산업의 핵심 기술을 선도하고, 다양한 산업적·의학적 문제 해결에 기여하고자 합니다.
화학생물학 및 고분자화학의 융합 연구
우리 연구실은 화학생물학(Chemical Biology)과 고분자화학(Polymerization)의 융합을 통해, 생명현상에 대한 심층적 이해와 새로운 기능성 소재 개발에 힘쓰고 있습니다. 화학적 합성 기술과 생물학적 시스템을 결합하여, 기존에 존재하지 않던 기능성 고분자 및 생체모방 분자의 합성을 시도하고 있습니다.
특히, 시퀀스 정의 고분자(sequence-defined polymer) 합성을 위한 단백질 번역체 재설계, 다양한 화학적 빌딩블록의 도입, 그리고 고분자 구조의 정밀 제어 기술을 개발하고 있습니다. 이를 통해, 맞춤형 기능을 가진 신소재, 진단 및 치료용 바이오소재, 그리고 나노기술 응용 소재 등 다양한 분야에 적용 가능한 혁신적 결과물을 창출하고 있습니다.
이러한 연구는 다학제적 접근을 바탕으로, 화학, 생명과학, 공학의 경계를 넘나드는 융합 연구의 모범 사례로 자리매김하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 화학생물학과 고분자화학의 시너지를 극대화하여, 미래 바이오 및 소재 산업의 발전에 기여할 것입니다.
1
Expanded ribosomal synthesis of non-standard cyclic backbones in vitro
Nature Communications, 1970
2
Ribosome-mediated biosynthesis of pyridazinone oligomers in vitro
Nature Communications, 1970
3
Programmable synthesis of biobased materials using cell-free systems
Advanced Materials, 1970
2
XNA를 이용한 시험관내 오류없는 XS 중합기술 개발
3
시퀀스정의고분자 합성을 위한 단백질 번역체 재설계
