| 본 실험실에서는 자연계에 존재하는 다양한 미생물 및 공업용 효소를 이용하여 유용한 생화학 물질 (정밀화학 물질, 단백질, 탄수화물, 대사물질 등을 중심으로)의 대량 생산을 꾀하고, 이를 조절하기위한 유전자 발현 및 생리의 정량적 이해, 새로운 반응의 디자인, 반응기 개발 및 조업 최적화와 그의 공학적 해석을 위해 최근에 각광을 받고있는 대사공학기술, 유전체학, 단백체학, 생물정보학, 시스템 생물학 등의 새로운 기법을 통해 새롭게 재해석하고 컴퓨터 모델링 및 가상 스크리닝 시스템 개발을 통해 신규 효소의 발굴과 효소반응의 예측가능한 방법론의 연구에 관심을 가지고 있다. 연구의 상세한 내용은 다음과 같다. |
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생촉매공학과 생물정보학 |
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본 실험실에서는 고부가가치 정밀화학 제품인 비천연 아미노산과 키랄 아민 및 다양한 종류의 nucleotide sugar, 면역반응 등에 관여하는 다당류 탄수화물, 항생제의 주요부분을 이루는 amino sugar 의 합성 반응 연구와 이를 생산할 수 있는 생촉매의 발굴과스크리닝(고전적인 미생물 스크리닝 및 생물정보학적 스크리닝), 생촉매의 방향성 진화, 컴퓨터 모델링 기법을 이용한 새로운 생촉매의 개발, 생촉매 고정화, 신규 반응계 구성을 통한 기질 및 생성물 저해 극복, 신규 반응기 개발 연구 등을 통한 고농도 반응 연구 등을 수행하고 있다. |
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| (1) Aminotransferase and Dehydrogenase Technology |
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비천연 아미노산 및 키랄 아민화합물의 합성과 효소개량 연구 |
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생물 정보학에 기반을 둔 가상 효소 스크리닝 기술개발 연구 |
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효소 반응 및 반응 공정 개발 연구 |
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산화환원 효소와 연계한 아미노 알콜의 생산 연구 |
| (2) Glycosyltransferase Technology |
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Sugar nucleotide 및 특정 올리고당 합성 연구 |
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당전이 효소의 발굴과 분자진화연구 |
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항생제 deoxy carbohydrate의 합성 연구 |
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Aminoglycoside계 항생제 전구체 합성 연구 |
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단백질체학과 질량분석기의 응용 |
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세포, 조직, 또는 어떤 개체에서 특정 조건 및 시간에 발현되는 단백질 양의 전체적 변화 및 단백질의 번역 후 수식의 정량 및 정성적 분석을 통해 세포의 거동 및 유전자의 발현을 이해하는 학문을 단백체학(proteomics)이라고 한다. 이와 같은 단백체 연구를 통해 세포의 대사 및 생리의 이해, 신호 전달의 조절, 면역 반응의 메카니즘 연구 등을 이해할 수 있다. 본 연구실에서는 이 연구에서 기본 적인 실험방법으로 사용되는 이차원 전기 영동법을 대체할 수 있는 이차원 크로마토그래피의 연구, 새로운 tagging method 및 전략을 구사하여 극미량 단백질을 분리하고 이를 질량 분석기를 이용한 단백질 확인 및 서열 분석, 동위원소 사용을 통한 정량 분석 연구를 진행하고 있다. 또한 Streptomyces, Bacillus 등의 단백체 연구 및 동물세포표면 당단백질의 탄수화물 unit의 프로파일 및 분석을 통해 산업적으로 중요한 항생제 및 효소 생산의 수율 향상, 단백질 발현 조절 기작의 이해, 및 장기이식 시 일어나는 면역 거부반응 및 전염성 병원균의 세포내 침투 시 일어나는 면역 반응 등의 이해를 위한 연구를 수행하고 있다. |
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| (1) Proteomics for industrial microorganisms |
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다양한 Streptomyces 종으로부터 생산되는 항생제 생산에 관여한 조절 유전자 메카니즘 및 이의 비교연구 |
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항생제 대량생산 및 수율 향상을 위한 단백질체 분석을 통한 전략 연구 |
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Quorum sensing 분자의 생산과 조절 기작 연구 |
| (2) Glycomics and screening of carbohydrate binding peptides and proteins |
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Lectin 유사 펩타이드와 단백질 개발 연구 |
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조직세포 내 표면 단백질의 탄수화물 패턴분석 연구 |
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탄수화물 분석을 통한 면역 조절 기작의 연구 |
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바이오칩과 나노바이오기술 |
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상기한 생촉매 및 단백체 연구에서 발생한 유용 효소 및 신규 단백질 마커의 응용을 위한 단백질, 합성화합물(저분자 물질 및 펩타이드), 탄수화물, 핵산(DNA 및 RNA) 등을 이용한 칩 이용 기술의 개발과 이와 연계한 분석 및 검출 기술의 개발을 연구한다. |
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| (1) Biochips for Enzyme screening and Diagnosis |
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펩타이드 칩을 이용한 protease, kinase, phosphatase screening 시스템 개발 |
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Lab on a chip 과 바이오 칩 연구 |
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단백질, 핵산 및 탄수화물 칩의 개발 연구 |
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RNA aptamer를 이용한 molecular switch의 구현 |
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Biochip에서 분석이 용이한 검출시스템의 개발 |
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