In the life processes, proteins play central roles as enzymes, antibodies, and cellular signaling molecules, and most human diseases including cancers, diabetes, and neuro-brain diseases originate from malfunction of proteins. Protein functions are governed by their three dimensional structures. Thus, studies on protein structures are important for understanding of life processes and development of disease therapeutics. Our lab determines three dimensional structures of proteins with important functions and uses the structural information in designing disease therapeutics and biosensors. We use the structure-based design for the development of antibodies and protein therapeutics that have novel functions and enhanced stability. For the protein structure determination, we use X-ray crystallography, cryo-electron microscopy, computational structure prediction, and mass spectrometry. We also use various biochemical and molecular/cellular biological tools for functional analysis of designed proteins. Followings are representative research topics in our lab.
생명현상에서 단백질은 효소, 항체, 신호전달물질 등으로 중추적인 역할을 하며 암, 당뇨병, 뇌신경질환 등 대부분의 질환은 단백질의 기능이상으로 일어난다. 단백질의 기능은 이의 삼차원구조에 의해서 결정되는데 따라서 삼차원구조의 연구는 단백질의 기능규명을 통한 생명현상의 이해 및 질환치료제의 개발에 중요하다. 본 연구실에서는 주요생명현상에 관여하는 단백질들의 삼차구조를 규명하고 이를 통해 질환치료제 혹은 바이오센서를 개발하는 연구를 진행하고 있다. 특히 구조기반 설계를 통해서 새로운 기능 및 안정성을 갖는 항체 및 단백질치료제를 개발하는 연구를 진행하고 있다. 단백질의 삼차구조 규명을 위하여 X-선 결정학, 초저온 전자현미경기술, 컴퓨터구조예측, 질량분석 등의 기법을 활용하며, 설계된 단백질의 기능분석을 위하여 다양한 생화학적 및 분자세포생물학적 분석기법을 활용한다. 아래에 연구실의 대표연구분야를 기술하였다.