Research

There have been significant advances in the understanding of protein sequences, structures, and functions which in turn have aided the engineering of synthetic proteins with novel structures and/or functions. These proteins have been invaluable sources for studying biology and chemistry as well as in developing new medicines. Since proteins function in complex cellular environments, protein engineering approaches have also been applied to engineer signaling pathways, networks interconnecting the pathways, and ecosystems where cells communicate with each other. The central goal of the Synthetic Protein Engineering Laboratory (SPEL) at Ajou University is to generate novel and useful biological systems by utilizing protein engineering approaches for applications in therapeutics, microbial cell factories, cell engineering, and biosensors.

We utilize various protein engineering tools such as directed evolution, protein design, unnatural amino acids, and machine learning and are currently working on three specific research topics: 1) Protein Conjugation; 2) Protein Switches; and 3) Enzyme Engineering. 

[항체 수식화 기술] 비변형 단일클론항체를 위치-특이적으로 수식화 할 수 있는 플랫폼 기술을 연구하고 있습니다. 광반응 기반 항체 수식화 기술(PEDIP: PEptide-Directed Photocrosslinking)을 산업체에 기술이전 하였고, 클릭 반응, 효소 등을 이용한 신규 항체 접합체 제조 기술을 단독 또는 산업체와 공동으로 개발 중에 있습니다.

[바이오 의약품] 위치-특이적 항체 수식화 기술을 이용한 다양한 항체 접합체 의약품(예, 항체-약물 접합체, 항체-핵산 접합체)을 개발하고 있습니다. 또한 질병에 관련된 인체의 다양한 메커니즘을 제어할 수 있는 새로운 개념의 분자를 개발하고 있습니다.

[단백질 스위치] 타겟 분자(예, 단백질, 핵산, 소분자 등) 존재 유무에 따라서 생물학적 기능을 제어할 수 있는 단백질 스위치를 개발하고 있습니다. 프로테아제에 의해서 활성화될 수 있는 단백질 스위치를 개발하였고, 최근에는 세포 신호경로를 제어할 수 있는 신개념 스위치를 연구하고 있습니다.

[질병 진단 바이오센서] 단백질공학 및 바이오접합 기술을 통해서 설계된 다양한 분자(예, 단백질 스위치, 단백질-핵산 접합체, 단백질 고정화 등)를 이용하여 질병에 관련돤 타겟 분자를 신속하고 간편하게 검출할 수 있는 바이오센서를 개발하였습니다.

[효소 엔지니어링] 생명체를 이용하여 소재를 생산하는 바이오화학에서 효소는 핵심적인 역할을 담당하고 있습니다. 효소의 다양한 특성(활성, 기질특이성, 안정성 등)을 개량하는 연구를 학계, 연구소 또는 산업체와 협력적인 관계를 통해서 진행하고 있습니다. 

[합성생물학 바이오부품] 바이오부품 그리고 이들을 이용하여 생명체를 설계하는 기술(합성생물학)은 4차 산업혁명 뿐만 아니라 인간의 건강과 복지에 기여할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다. 다양한 생물학적 기작에 관여하는 단백질 바이오부품을 설계하고 개발하는 연구를 진행하고 있습니다.