RESEARCH

본 연구실에서는 단백질의 물리/화학적 특성을 이해하고 공학적 재설계를 통해 친환경 바이오소재를 개발합니다.

무정형단백질(Intrinsically Disordered Protein)의 특성 이해 및 생체모사

해양유래 효소의 생화학적 특성 이해를 통한   고성능 맞춤형 효소촉매 개발

무정형단백질 및 효소의 공학적 활용을 위한   스마트 바이오소재화 기술개발

Our research focuses primarily on the understanding and engineering of intrinsically disordered proteins and marine-derived enzymes for the efficient preparation of functional biomaterials and useful substances with biomedical and industrial applications. Particularly, we utilize protein biophysics and biochemistry, recombinant DNA technology, and protein engineering as key technologies for our protein-based research.

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무정형단백질의 상분리 현상 이해 및

고기능 바이오소재화 연구

무정형단백질(Intrinsically Disordered Protein)은 특정한 3차구조를 갖지 않고 대신 매우 유연한 구조적 특성을 갖는다. 본 연구팀은 무정형단백질의 액액상분리(Liquid-Liquid Phase Separation) 특성 분석을 바탕으로 무정형단백질 기반의 생광물화(Biomineralization) 및 비막성소기관(Membraneless microorganelle) 형성 현상을 이해하고자 한다. 그리고 이를 생체모사하여 의료용 바이오소재를 개발하는 연구를 수행하고 있다. 단백질생명공학(Protein Biotechnology) 기술에 바탕을 이러한 연구는, 자연의 생명체에서 내에서 나타나는 액-액 상분리 현상에 대한 이해를 높이는 데 기여할 수 있을 뿐만 아니라, 높은 생체적합성, 무독성, 뛰어난 생리활성을 새로운 의료용 생체소재를 개발하는 데 기여할 것이고, 또한 기존 천연 생체재료의 대량생산성, 조성의 균일성, 가공성 등에서 발생하는 어려운 점을 극복하는 데 기여할 것이다.

Intrinsically disordered proteins (IDP) lack a distinct three-dimensional structure, but rather have highly flexible structural properties. Our research aims to comprehend IDP-induced biomineralization and the formation of membraneless microorganelle structures. We also develop biomimetic and bioinspired biomaterials for biomedical applications based on the liquid-liquid phase separation (LLPS) of IDP. Our study will not only contribute to a better understanding of LLPS in biological systems, but it will also provide novel biomaterials with high biocompatibility, non-toxicity, and distinguished bioactivity. In addition, it will assist in overcoming the challenges of mass production, uniform composition, and processability in natural biomaterials.

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해양유래 효소의 생화학적 특성 이해 및

생물전환 효율향상을 위한 맞춤형 바이오소재 개발

바다는 지구생명체 자원의 보고이지만 상대적으로 해양생명체 유래의 생체분자에 대한 연구개발은 상대적으로 미흡한 상황이다. 본 연구팀은 해양생명체 유래의 산업용 효소를 성공적으로 확보하고 얻어진 효소의 생화학적 특성을 파악하는 연구를 수행한다. 그리고 얻어진 효소를 산업적 용도에 맞게 단백질 구조를 바탕으로 재설계하고 개량하여 고성능의 산업용 효소촉매를 개발한다. 이렇게 최적 설계/개발된 맞춤형 효소촉매는 생체분자를 기반으로한 생물학적 또는 화학·생물 융복합 방법을 통하여 유용물질 생산에 필요한 핵심기술로 활용될 것이고, 종래의 생물전환공정의 어려움을 극복하는 대안으로의 역할이 기대된다.

The ocean is an abundant source of biodiversity on Earth, but the biotechnological use of marine-derived biomolecules needs to be more well-studied. Our research aims to identify marine-derived enzymes with industrial applications and to investigate the biochemical characteristics of these enzymes. Additionally, we genetically and structure-based redesign these enzymes to develop enzyme catalysts with improved catalytic properties for industrial applications. These optimally designed and engineered enzymes will have the potential to be used as a key biocatalyst for the production of valuable substances via biological and chemical/biological hybrid processes, which are expected to serve as an alternative to overcome the difficulties of conventional biotransformation processes.