화학과대학원 연구실
1. 연구분야 Research Areas
인공생체분자합성연구실 – 고민섭 교수 (화학생물학)
Artificial Biomolecule Synthesis & Biosystem Engineering Research Lab – Koh, Minseob (Chemical biology)
본 연구실은 유기합성 및 분자생명공학 기술을 이용하여 생명 현상을 이해하고 조절하는 것을 연구 목표로 한다. 연구는 세 가지 주제로 진행할 계획인다. 첫 번째는 세포 내의 단백질 분해 기전을 이용하여 질환 유발 단백질을 효과적으로 제거하는 저분자 물질을 개발하는 것이다. 두 번째로는 단백질-단백질 상호작용을 유도할 수 있는 저분자 물질개발, 비천연 아미노산 도입을 위한 유전자 암호 확장 연구를 계획하고 있다. 세 번째로는 항체 공학 기술을 이용하여 저분자 물질을 선택적으로 인지하는 항체를 개발하여 바이오이미징 및 표지 기술에 적용할 계획이다. 더불어, 미래를 선도하는 화학 및 생물학 분야의 인재 양성을 목표로 유기 화학, 분자 생물학, 합성 생물학 및 단백질 공학의 다양한 학문의 기본 이론과 최신 실험 기술을 기반으로 하여 학생들을 지도할 계획이다.
RNA생화학연구실 – 김광선 교수 (백신개발, 감염병제어)
RNA/Nano Biochemistry Lab – Kim, Kwang-sun (Development of vaccines, Infectious disease control
국가/사회적으로 위험성이 높고 경제적인 손실을 유발하는 (바이러스/항생제 내성 박테리아) 감염병 제어를 위해 관련 신규 세포 대사 기작 및 바이오 마커를 발굴하는 기초 연구를 수행하고 있으며, 이를 바탕으로 신개념 물질을 개발하고 기존 효소를 응용/개량하는 연구를 수행하고 있다. 이를 위해 small RNA를 포함하는 세포 내 물질을 특정 기작에 대해서 스크리닝을 하여 감염병과 관련된 독성이 없는 물질을 확보하고, 이를 활용하여 효과가 우수한 신개념 플랫폼 백신과 항생물질을 개발하고 있다. 신 개발 물질을 기존 플랫폼과 조합하여 감염병 질환에 대한 맞춤형 백신과 조절 물질을 개발하고자 한다.
구조생화학연구실 – 김석만 교수 (대사체학, NMR)
Structural Biochemistry Lab – Kim, Suhkmann (Metabolomics, NMR)
핵자기공명분광기(NMR) 기반의 대사체 연구를 통해질병, 독성 노출 등의 요인에 따른 대사 메커니즘을 확인하는 연구를 진행하고 있다. 이를 통해 생체내 생리 변화를 확인할 수 있으며, 특이적인 마커 발굴을 통해 임상에서 실질적인 활용이 가능하다. 인체 시료뿐만 아니라 식물, 동물, 의학, 약학 등과 융합 연구를 진행 하고 있다. 또한, 유전체, 단백체 등의 오믹스 분야와 통합 분석을 통해 복잡한 대사적 변화를 체계적으로 해석하고자 한다.
무기합성화학연구실 - 김영석교수 (무기합성, 유기합성)
Synthetic Inorganic Chemistry Lab - Kim, Youngsuk (Inorganic Synthesis, Organic Synthesis)
무기화합물들은 주기율표에 있는 다양한 원소들의 화학 결합으로 이루어져 있다. 이러한 무기 분자들은 복잡한 전자구조를 가져 독특한 성질을 나타내기 때문에 에너지, 촉매, 재료, 생화학 등의 분야에 널리 이용된다. 무기합성화학 연구실에서는 전이금속 화합물, 유기금속화합물, 주족 원소 화합물, 클러스터 화합물 등 다양한 무기 분자를 합성하고 그 구조와 성질에 대하여 탐구하여 촉매, 재료 등 많은 분야에 응용할 수 있는 새로운 무기 물질을 개발하고자 한다.
광전기화학연구실 – 남기민 교수 (에너지, 전극)
Photoelectrochemistry Lab – Nam, Ki Min (Energy, Electrode)
광-전기화학전지(Photoelectrochemical Cell)를 이용하여 태양에너지와 지구의 풍부한 자원인 물을 활용하여 지속적이고 재생 가능한 시스템으로 수소를 생산하는 연구를 진행하고 있다. 태양광의 넓은 영역을 효율적으로 이용하기 위해서는 새로운 물질에 대한 연구가 필수적이기 때문에 물질의 합성 및 전기화학적 분석연구에 집중하고 있고, 현재 물 분해의 한계점을 극복하기 위한 다양한 연구를 시도하고 있다.
지능형유기금속연구실 – 박강현 교수 (촉매, 소재)
Intelligent organometallic chemistry Lab – Park, Kang Hyun (Catalyst, Material)
기존 나노 소재 기반 재료가 가지는 한계점을 3차원 다공성 지지체와 하이브리드 나노 입자를 바탕으로 한 기능성 나노 소재 개발을 통해서 극복하여 기능성 나노 소재 합성 및 응용 분야에 기여하고자 한다. 본 연구를 통해 개발되는 나노 흡착체는 새롭고 우수한 성능을 가질 것이라 예상되어 미세먼지를 제거하는 기능을 통해 보건의료, 정밀화학, 전자 및 화학 산업 등의 분야에 응용이 기대된다.
전기화학센서연구실 - 박덕수 교수 (전기화학센서 및 전기화학촉매)
Electrochemical Sensor Lab - Deog Su Park (Electrochemical Sensor and Catalyst)
물질 사이에 전자 이동이 일어나는 전기화학적 원리를 이용한 반응 선택적 촉매와 감도가 우수한 화학 및 바이오센서를 연구한다. 이를 위해 특이성을 가진 나노 촉매들을(전도성 고분자, 금속, 유기-무기 소재) 개발하고, 스크린 인쇄, 3D 인쇄, 증착 및 전기화학적 표면 변성법을 활용하여 다양한 형태의 전기화학 센서시스템을 연구한다. 다양한 형태로 제작된 고기능/고감도 전기화학 디바이스를 이용하여 환경분석, 생체 분석 등의 현장 적용성과 기능을 향상시키는 연구와 더불어 에너지 변환의 효율을 개선하는 연구를 수행한다.
계산생물학 연구실 – 박영상 교수 (단백질, DNA)
Computational Biology Lab – Pak, Youngshang (Protein, DNA)
생체분자들을 대상으로 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 물리화학적인 특성을 연구하고 있다. 현재는 단백질의 냉각 변성, G-quadruplex, DNA 내에서 Hoogsteen 염기쌍 등에 대한 연구를 진행하고 있다. 컴퓨터 시뮬레이션의 특성을 이용하여 현재까지 밝혀지지 않았거나 실험적으로 밝히기 어려운 부분들을 위주로 연구를 진행하고 있으며 해당 연구들은 앞으로의 관련된 실험에 큰 영향을 줄 수 있을 것이라고 기대하고 있다.
친환경촉매유기반응연구실 – 박진균 교수 (합성화학, 촉매화학)
Eco-friendly Catalytic Organic Reaction Lab – Park, Jin Kyoon (Synthesis, Catalyst)
본 연구실은 전자가 풍부한 파이 시스템을 활용하여 새로운 구조의 기능성 접합 헤테로 고리 화합물 합성을 목표로 연구하며, 환경 친화 상업적 생산에 기여하고자 연속 흐름 반응 기술을 이용하고, 유기 전기 합성법을 통해 다양한 기능기의 새로운 반응성을 찾아내고자 노력하고 있다
바이오센서 및 나노전기화학연구실 – 양해식 교수 (의료진단센서)
BioMEMS & Nanoelectrochemistry Lab – Yang, Haesik (Medical sensors for the diagnosis)
전기화학을 기반으로 새로운 신호증폭 기술 연구를 통한 초고감도 바이오센서 개발을 목표로 한다. 질병 관련물질을 짧은 시간 내에 고감도로 검출하기 위하여 ‘전기화학적 활성 물질의 반응성 차이를 이용한 산화·환원순환’과 ‘효소/촉매/인공효소/전기촉매 반응’을 이용한 효과적 신호증폭 기술을 개발하고 이를 바이오센서에 적용한다. 그뿐만 아니라 전기화학적 분석을 통한 나노물질의 전기화학 특성에 대한 이해, 전극 개질, 광전기 촉매 시스템 연구 등 다양한 응용분야 또한 연구한다.
그린유기합성연구실 - 우상국 교수 (유기합성, 광촉매)
Green Organic Synthesis Lab – Woo, Sang Kook (Organic Synthesis, Photocatalysis)
본 연구실은 무한하고 깨끗한 에너지원인 태양광을 활용하여 친환경적인 유기합성법을 개발 연구에 주력하고 있다. 태양광에서 풍부한 가시광선을 흡수할 수 있는 촉매를 사용하여 다양한 탄소-탄소 결합 반응 개발하고, 이를 응용한 연구를 진행하고 있다. 또한, 생리활성 분자를 합성하고 이를 바탕으로 한 신약 개발 연구도 진행 중이다.
에너지저장•변환 전기화학연구실 – 유현덕 교수 (에너지화학)
Energy Storage & Harnessing Electrochemistry Lab – Yoo, Hyun Deog (Energy & Chemistry)
에너지 저장/변환의 화학적 원리로부터 새로운 에너지 소재 개발에 주력하고 있다. 첫째, 국내 이차전지 기업들이 집중하고 있는 리튬이온전지 양극소재 공침 합성의 화학적 메커니즘을 규명하여 고성능/고안정성을 갖춘 양극 소재 합성을 개발하고자 한다. 둘째, 차세대 전지인금속-공기 전지의 양극으로 쓰이는 비백금계 산소환원 촉매를 합성하고 있다. 이와 함께 이차전지의 작동 메커니즘 이해를 위해 모델링/시뮬레이션을 수행 중이다.
바이오-나노스코피연구실 – 이상학 교수 (물리화학, 퇴행성 뇌질환)
Bio-Nanoscopy Lab – Lee, Sang Hak (Physical chemistry, Degenerative Brain Diseases)
“빛으로 세포의 깊은 속을 탐험하라!” 우리 몸은 다양한 분자들이 만든 작은 우주와 같다. 작은 우주 속의 또 다른 우주 세포는 우리가 살고 있는 실제 우주 만큼이나 다양한 화학, 물리, 생물 법칙들에 의해 움직이고, 매우 복잡하고 신비하다. 본 연구실에서는 이 조그만 우주 세포 속에서 일어나는 다양한 화학적 현상을 빛을 활용하여 직접 관찰하여 사진을 찍기도 하고, 간접적인 방법으로 유추를 하기도 하면서 인류를 괴롭히고 있는 질병, 특히 퇴행성 뇌질환에 대한 원인을 찾아내는 일에 많은 노력을 기울이고 있다.
화학 생물학 연구실 - 이영주 교수
Chemical Biology Lab - Lee, Yeongju
본 연구실에서는 생물학적 현상을 유기 합성을 이용한 화합물을 통해 이해하고 조절하는 것을 목적으로 한다. 주요 생체 분자이자 질병 발전에 큰 관련이 있는 RNA의 기능을 조절하고자 한다. 이를 위해서, 세 가지 전략을 이용하여 연구를 진행할 계획이다. 첫번째는 저분자 화합물, 뉴클레이타이드 형태 화합물 등 다양한 종류의 화합물을 이용하여 질병 관련 RNA의 특정 구조를 가지는 부위를 직접 억제한다. 두번째는 질병 관련 RNA 를 저분자 화합물을 통해 직접적으로 분해하는 전략을 사용한다. 세번째는 RNA의 epitranscription에 관여하는 단백질을 이용하여 원하는 RNA의 기능을 억제 혹은 활성시키는 연구를 진행할 예정이다. 이를 통해 기존에 개발되지 않은 신개념의 RNA 표적 화합물 및 화학적 탐침을 개발할 수 있을 것으로 기대한다.
분자구조동역학연구실 – 임만호 교수 (광화학치료)
Femtosecond Laser Infrared Spectroscopy Lab – Lim, Manho (PUVA)
기능성분자의 작동 기작을 규명하여 효용이 극대화된 기능성분자 개발연구를 진행하고 있다. 신경전달물질로 활용성이 증가하고 있는 일산화질소(NO)를 필요한 곳에 선별적으로 전달해 원하는 기능을 얻고자 하는 시도가 활발하다. 전구체로부터 NO 광분리 기작은 효과적인 NO 전구체 및 NO 전달 수단 개발에 핵심정보이다. 펨토초 적외선분광법을 활용하여 NO 광분리 및 광화학 기작을 밝혀 레이저 광화학 치료에 효과적인 NO 전구체 개발에 기여하고자 한다.
초분자재료연구실 – 정옥상 교수 (환경, 촉매)
Supramolecular Materials Lab – Jung, Ok-Sang (Environment, Catalyst)
미세먼지 주범의 흡착 및 분자 공간 내에서의 극한 반응을 개발하고자 한다. 현재 미세 유해 물질들이 대기 및 곳곳에 있고 위협적인 요소가 되는 실정이므로 이런 유해 물질을 분자 공간 내에 흡착시켜 탈착/분해하는 화학적 조건을 찾아내고자 한다. 또한, 일반 조건에서는 불가능한 유기화학반응을 전자 밀도가 확연히 다른 분자 공간 내에서 시도하여 유용한 분자를 효과적으로 합성하는 방법을 개발하고자 한다.
분자모델링 및 설계연구실 – 최정모 교수 (단백질, 모델링)
Molecular Modeling & Design Lab – Choi, Jeong-Mo (Protein, Modeling)
컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 이용해 분자를 모델링하고 설계하는 연구를 진행한다. 현재 진행 중인 연구는 주로 생체 분자인 단백질을 그 대상으로 하는데, 단백질의 구조, 단백질과 다른 분자의 상호작용, 단백질의 진화 등을 연구하며, 이렇게 얻어진 지식을 기반으로 새로운 단백질 시스템을 만들고 궁극적으로는 이를 의약 및 생명 연구에 접목하는 목표를 가지고 있다. 특별히, 최근 각광받고 있는 여러가지 인공지능(AI) 기법들을 활용하여 오랫동안 풀지 못했던 과학적 난제들에 접근하고자 한다.
표면유기화학연구실 – 홍대화 교수 (바이오센서, 약물전달학)
Surface Science Lab – Hong, Daewha (Biosensor, Drug Delivery System)
일반 공기 조건에서도 고분자 중합이 가능한 표면 반응 조건을 개발하여, 바이오센서로의 응용성을 향상시키고자 한다. 또한, 약물 전달학 플랫폼 개발을 위해 자극 감응성 분해 박막을 개발하고자 한다. 분해 가능한 고분자가 많이 알려진 것에 비해 고분자를 다양한 표면에 박막 형태로 도입하는 것은 기술적으로 어려움이 크다. 최근 표면 연구 분야에서 주목받는 생체 접착 단백질을 모사하여 자극 감응성 분해 박막을 다양한 표면에 도입할 수 있는 기술을 개발하고자 한다.
고분자합성화학연구실 – 황도훈 교수 (유기태양전지, 유기발광다이오드, 유기트랜지스터)
Synthetic Polymer Chemistry Lab – Hwang, Do-Hoon (Organic Solar Cells, OLED, Organic transistors)
본 연구실에서는 새로운 유기반도체 고분자를 설계 합성하고 이를 사용한 유기발광다이오드(OLED), 유기태양전지(OPV), 유기트랜지스터(OTFT), 유기광다이오드(OPD)등의 유기전자소자에 적용하는 연구를 수행하고있다. 또한 방오능력을 갖는 고분자 수지를 설계 합성하여 선박의 외장도료에 적용하는 연구도 수행해오고 있다.
