세포막에는 많은 수의 세포막 단백질이 존재하며 이들 생체고분자는 생물학적으로 중추적인 기능을 수행하므로 약물의 주요 타깃이 됩니다. 따라서 원자수준의 막단백질의 3D 구조를 규명하는 것은 다양한 세포활동을 근본적으로 이해하는데 필요할 뿐 만 아니라 신약 개발에 있어 중요한 정보를 제공해 줍니다. 막단백질의 연구는 막단백질의 추출, 정제 및 구조분석등 다단계 과정을 통해 진행되는데 이 과정에서 친수성기와 소수성기를 동시에 지닌 양쪽성 분자가 필수적으로 사용됩니다. 하지만 현재 막단백질 구조연구에 사용되는 양쪽성 분자들은 막단백질 연구과정에서 그 구조변화가 불가능하여 그 한계가 명확합니다.

본 연구에서는 이러한 한계를 극복하기 위해 막단백질 연구과정에서 구조적 변화가 가능한 양쪽성 분자를 설계 및 개발하고 이를 막단백질 구조 연구에 활용하고자 합니다. 즉 자가조립을 통해 막단백질 주변을 둘러싼 양쪽성 분자들을 화학반응을 통해 효율적으로 구조 변환하여 모든 과정에 효과적인 즉 팔색조 같은 양쪽성 분자를 발굴하고 이를 발전시켜 막단백질 안정성에 탁월한 나노시스템을 개발하고자 합니다 . 또한 타깃 막단백질의 3D 구조에 따라 자가조립된 양쪽성 분자의 구조를 변형하기에 막단백질 맞춤형 양쪽성 분자 및 나노시스템을 개발할 수 있습니다. 또한 막단백질 추출, 정제 및 구조연구 전과정을 세포막 환경하에서 진행할 수 있도록 저분자량의 양쪽성 분자 기반 나노디스크를 개발하고 이를 발전시키는 방법을 탐구합니다. 이와 같은 일련의 연구를 통해 막단백질 안정화에 획기적인 화학툴을 개발하여 아직까지도 난제로 남아있는 많은 막단백질 구조 및 메카니즘 규명에 기여할 것입니다.