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천연물정보팀

천연물정보팀
Natural informatics Team
"천연활성물질 분석기술 개발"
  • 천연활성물질 발굴을 위한 분석기술 개발
  • 천연물 성분에 대한 전체 프로파일링
문의처
  • Hwan Yu (Ph.D./Team Leader)hyoo@bmdrc.org

천연물정보팀 팀 소개 및 목표

천연물정보팀은 천연물 시료의 분석연구를 비롯하여 환경의 변화에 따른 천연물 성분의 변화 및 알려지지 않은 천연활성물질 발굴을 위한 분석기술 개발에 매진하고 있습니다. 천연물 성분에 대한 전체 프로파일링을 위해 고분해능 질량분석기와 고성능 NMR 기기를 이용한 실험을 진행하고 있으며 얻어진 데이터를 정보학을 바탕으로 축적, 처리하여 의미 있는 데이터를 생산하기 위해 노력하고 있습니다. 축적되는 데이터를 바탕으로 자동화를 실현하여 천연물에 대한 이해도를 높일 뿐만 아니라 생물학적인 실험을 통하여 천연활성물질을 통한 화장품, 신약후보물질, 기능성 식품 개발로 인류 보건복지 향상까지 나아갈 수 있을 것입니다.

천연물정보팀

최근 화합물의 발굴 및 동정에 있어 시스템적 접근은 매우 중요합니다. 분석 기기의 발달에 따라 단일 화합물에 대한 환원적 접근은 생리활성 예측에서 한계를 보인 반면, 시스템적 접근은 점차 쉬워졌습니다. 고해상도의 분석 기기는 대량의 데이터를 단시간 내에 제공합니다. 이러한 대량의 데이터는 시스템측면에서의 생리활성 분석을 가능하게 했고, 더 많은 생물학적 정보를 제공합니다. 앞으로의 연구들은 기존의 환원적 생리활성 연구의 한계를 넘어 분자 시스템 간의 상호작용 연구와 그 적용을 가능케 할 것입니다. 천연물정보팀은 이러한 비전을 다음과 같은 방향에서 이뤄나가고자 합니다.

천연물정보팀

천연물정보팀 기술

팀기술
MS analysis
MS analysis

질량 분석은 천연물과 같은 혼합물 분석의 가장 기본적인 요소로서 다양한 크로마토그래피 기법과 함께 물질 동정의 핵심적인 기술입니다.
20세기 이후 축적되어 온 천연물 데이터와 함께 100만 이상의 해상도와 높은 이온화 효율을 가진 15T ESI-FT-ICR MS (KBSI 오창 센터, 질량연구부)의 도입에 따라 천연물의 분석은 점차 새로운 연구 영역으로 확장되고 있습니다. 기존 연구 영역에서 개별적인 실험 분석이 중요했던 것에 반해, 향상된 기술 여건에서는 대규모 데이터의 처리, 화학적/통계학적 처리가 더욱 중요해졌습니다.
천연물정보팀에서는 이러한 변화에 맞추어 고용량의 데이터의 신속한 처리 및 대사체의 semi-quantitative profiling이 가능한 질량 분석 플랫폼을 지속적으로 연구/개발해 동식물 시료의 생물학적, 기능적 분석을 가속화하고 있습니다.

NMR Analysis
NMR Analysis

유기화학 연구자들은 이른 20세기에 NMR 기술을 받아들여 유기분자의 구조를 결정하는데 혁신적인 변화를 불러왔습니다. 다양한 NMR 촬영 기법들과 기계 성능이 발전해오면서 새로운 시도들이 시도 되고 있습니다. 천연물 정보학팀에서는 천연물 혼합물 내 화합물을 NMR을 통하여 동정하려는 목표를 가지고, 현재 초고해상도 800MHz LC-SPE-NMR (KB냐 서울서부센터 분석연구부) 장비를 이용하고 있습니다. Solid Phase Extraction(SPE) System을 Liquid chromatography에 연동시키면 천연 혼합물 시료내의 방해물질로부터 우리가 원하는 분석물질을 분리 농축해 양질의 spectrum을 얻을 수 있습니다.
또한 소프트웨어적으로 분자설계연구소 천연물정보팀에서 연구 개발중인 Mixture Separation Algorithm 및 Analysis Algorithm 들을 적용하면 구조가 알려지지 않은 물질들에 대한 연구를 가능하게 하고, 기존 NMR으로 밝혀 내기 어려웠던 구조 정보 결정 작업들을 자동화시켜 줄 것으로 기대합니다.

Informatics
Informatics

정보학은 정보의 발생, 전달, 수집, 축적, 처리 등과 관련된 이론과 실제 운용에 대한 학문으로 다양한 데이터의 분석과 해석을 다룹니다. 천연물정보팀에서는 질량분석기와 핵자기 공명 등의 실험 데이터, 화합물의 물리화학적 성질 및 기타 생물학/의학/약학 문헌 정보를 화학정보학적 기법을 통해 분석합니다. 이러한 데이터를 통합한 FG 데이터베이스는 이미 알려진 정보 뿐만 아니라 알려지지 않은 정보를 발굴해내 천연물 관련연구의 폭넓은 기반 자료를 제공합니다. 또한, 데이터베이스의 물질 간 혹은 물질과 활성 간의 정보를 시각화하는 네트워킹 과정은 시각화 그 자체로 활용능력을 가지게 됩니다.
데이터베이스의 물질-활성 네트워크 구축은 in silico 구조-활성 예측 모델을 기반으로 합니다. 예측된 활성을 토대로 목적 지향성 네트워크를 구성하고 구조 유사도 판단 알고리즘을 이용하여 효능이 알려지지 않은 화합물들의 효능을 예측할 수 있습니다. 최종적으로 예측된 후보물질들을 활성물질로 제안합니다.

진행 프로젝트

진행 중인 과제
글로벌코스메틱연구개발 사업
  • 한방소재 처방 발굴 및 사업화 - 화합물정보학과 고속 프로파일링 기법을 통한 한방 소재 활성성분 탐색 및 피부 효능 검증

팀 조직 및 구성

이름 · 직책 · 연락처 이름 · 직책 · 연락처
유환 유환
팀리더
hyoo@bmdrc.org
이상원 이상원
참여연구원
swlee@bmdrc.org
서명원 서명원
참여연구원
mwseo@bmdrc.org
신기범 신기범
참여연구원
gbshin@bmdrc.org
김민성 김민성
참여연구원
mskim@bmdrc.org

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