이재석, 임준형, 박종민*  |  강원대학교 화학과 부교수,  jpark@kangwon.ac.kr 서 론   “단백질을 막을 것인가, 없앨 것인가” 지난 100여 년간 대부분의 신약은 단백질의 활성 부위 (active site)나 알로스테릭 포켓(allosteric pocket)에 결합 하는 점유 기반(occupancy-driven)의 저분자 화합물을 설계함으로써 개발되어 왔다. 이른바 ‘열쇠와 자물쇠(Lock and Key)’ 모델은 수많은 성공 사례를 만들어냈지만, 동시에 분명한 한계도 드러냈다. 우리 몸의 단백질 대부분은 약물이 결합할 만한 깊은 주머니 구조를 갖고 있지 않기 때문이다. 실제로 암을 유발하는 전사 인자(transcription fac-tors)나 골격 단백질(Scaffold Protein)과 같이 세포 신호 전달을 정밀하게 조절하는 핵심 단백질들 가운데 상당수는 구조적으로 평평하거나 유연한 표면을 가지고 있다. 이러한..

김토은, 김홍기* | 공주대학교 화학과 조교수, hongkikim@kongju.ac.kr   서 론  최근 분자 진단 및 바이오센서 분야에서는 신속성, 고감도, 그리고 분자 수준의 특이성을 동시에 구현할 수 있는 분석 플랫폼에 대한 요구가 지속적으로 증가하고 있으며, 이에 따라 기존 진단 기술의 한계를 보완하는 새로운 센싱 전략의 개발이 활발히 이루어지고 있다.[참고문헌 1, 2] 이러한 연구 흐름은 질병 진단에 국한되지 않고 건강관리, 암, 환경 및 식품 안전 분석 등 다양한 분야로 확장되며, 바이오센서 연구 전 반의 기술적 진보를 가속화하고 있다.[참고문헌 3, 4] 크리스퍼(Clustered Regularly Interspaced Short Palin-dromic Repeats, CRISPR) 유전자가위시스템은 특정 염기 서열을 정밀하게 인식할 수 있어 이러한 요구에 부응하는 분자 인식 기술로 주목받고 있다.[참고문헌 5, 6] 특

최준원 | 아주대학교 첨단바이오융합대학 부교수  junwchoi@ajou.ac.kr 지난 수십 년간 신약 개발은 질병의 원인이 되는 단백질의 활성 부위에 결합하여 해당 단백질의 기능을 조절함으로써 질병을 치료하는 ‘점유 기반(occupancy-driven)’ 방식의 약물 발굴이 주를 이루어 왔습니다. 그러나 이러한 전통적인 접근법은 활성 부위가 명확하지 않거나, 결합 부위가 얕은 단백질, 이른바 ‘약물화 불가능(undruggable)’ 표적을 공략하는 데에 근본적인 한계가 있어, 질병 관련 단백질의 약 15%만이 신약 개발의 표적으로 활용되고 있는 실정입니다.  이러한 한계를 극복하고자, 최근 체내의 단백질 분해 시스템(Ubiquitin–Proteasome System, UPS)이나 RNA 분해 기전을 활용하여 질병 원인 단백질을 원천적으로 제거하는 ‘사건 기반(event-driven)’ 방식의 표적 분해 기술(targeted degradation

전한솔, 임도현, 김효연* | 서울시립대학교 융합응용화학과 조교수, xjin@uos.ac.kr   서 론 암모니아는 화학 비료의 핵심적인 원료이며 실제로 생산되는 암모니아의 대부분은 농업 분야에서 직간접적으로 소비된다. 1909년에 이루어진 하버-보슈(Haber-Bosch Process) 합성법의 개발은 암모니아의 대량생산을 가능케 하였으며 이는 인류를 기아에서 해방시킨 중대한 성취로 화학이 인류에 기여한 가장 큰 공헌의 하나로 여겨지고 있다. 그러나 하버-보슈 공정은 에너지 집약적이며 생산 과정에서 온실가스인 이산화탄소를 대량으로 발생시킨다는 문제점을 가지고 있다. 21세기에 들어서며 온실가스 배출량 증가로 인한 이상기후 발생 빈도 증가 및 식량 부족 등 지구온 난화 문제가 대두되며, 각 산업 분야에서 탄소중립 실현을 위한 온실가스 배출량의 감축이 강력히 요구되고 있다. 이에 따라, 하버-보슈 공정을 대체할 친환경적이고 지속 가능한 암모니아

채문석 | 국립부경대학교 나노융합공학전공 조교수, mschae@pknu.ac.kr 서 론 인류가 직면한 가장 시급한 과제 중 하나는 화석연료 중심의 에너지 시스템으로부터 벗어나 지속 가능한 재생에너지 사회로의 전환을 실현하는 것이다. 그러나 태양광과 풍력은 본질적으로 간헐적이기 때문에, 이들의 불안정한 에너지 출력을 보완해 줄 고안정성 고효율인 대용량 에너지 저 장 시스템(ESS)의 개발이 필수적이다.[참고문헌 1] 현재까지 상용화된 대표적인 전지 기술은 리튬 이온 전지 (LIB)이다. LIB는 높은 에너지 밀도와 신뢰성으로 스마트폰, 노트북, 전기차 등 다양한 기기에서 널리 사용되고 있다. 하지만, 전 세계 리튬 자원의 매장량 한계, 고비용의 생산 공정, 가연성 유기 전해질로 인한 화재 위험 등은 대규모 전력 망용 에너지 저장 분야로의 확장을 어렵게 한다.[참고문헌 2] 이러한 한계를 극복하기 위한 새로운 접근이 바로 수계 전지(Aque-ou

윤석민  |  경상국립대학교 화학과 부교수,  smyoon@gnu.ac.kr 서 론 레늄(Rhenium, Re)은 1925년 독일에서 Walter Nod-dack, Ida Tacke, Otto Berg에 의해 columbite와 tungstate 과 같은 백금광에서 발견되었다. 이는 멘델레예프의 주기 율표가 제안된 이후 약 50년이 지난 시점으로, Re은 자연 계에 존재하는 원소들 가운데 비교적 늦게 정체가 확립된 ‘젊은 원소’로 알려져 있다. Re이 상업적으로 처음 추출된 레늄 함유 광석은 라인강(Rhine river) 인근에서 산출되었으며, 원소명 rhenium 역시 라인강의 라틴어 이름인 Rhenus에서 유래했다. 주기율표 75번 원소인 Re은 전이 금속에 속하는 은백색의 희소 금속으로, 다양한 산화수를 취할 수 있는 화학적 유연성을 지닌다. 또한 매우 높은 녹는점(3,180 °C)을 갖는 금속 중 하나로, 녹는점이 더 높은...

지상민, 고혜란* | 중앙대학교 화학과 부교수, hrkoh@cau.ac.kr   서 론   생체분자는 고유한 3차원 구조를 기반으로 기능을 수행하며, 구조 변화는 기능 상실뿐 아니라 효소 활성, 신호전달, 단백질 상호작용 등 생체 내 조절 메커니즘 전반에 직접적인 영향을 미친다. 따라서 구조 변화의 정밀한 이해는 질병의 작동 원리와 세포 시스템의 동적 조절 과정을 규명하는 데 필수적이다. 그러나 대부분의 생체분자는 수 나노미터 크기이며, 전이 상태나 반응중간체처럼 매우 짧은 시간 동안만 존재하는 구조는 기존의 결정학, NMR, Cryo-EM 등과 같은 정적 구조 분석 기법만으로는 충분히 포착하기 어렵다. 생체 원자힘현미경(Bio-AFM)과 같이 동적 관찰이 가능한 기술도 존재하지만, 공간 분해능의 한계로 인해 고해상도 구조 규명에는 제약이 따른다.[참고문헌 1] 이러한 상보적 한계를 극복하기 위한 접근으로 단분자 형광 공명 에너지 전달(