최근 건강과 관련하여 식품의 기능성이 많이 보고되고 있는데, 특히 기능성 올리고당, 다당류 유도체 등의 탄수화물 신소재는 식품, 의약품, 농업 분야에서 그 응용 가능성이 매우 높다고 할 수 있다. 이러한 점 때문에 세계 각국에서는 탄수화물 신소재 개발 관련 신기술을 확보하려는 연구가 진척 되었으며 현대 생명 과학의관심영역이 유전체에서 단백질 및 탄수화물로 확대되면서, 전 세계적으로 당 대사체학(glycomics) 연구에 많은 고급인력과 천문학 적인 자금이 투자되고 있다. 하지만, 국내에서는 이에 대한 연구가 크게 미비하여 전문연구기관 설립 및 연구인력 확충, 기반기술 축적이 절실히 요구된다.

본 연구소는 국내 식품 탄수화물 및 당질체 연구를 활성화하고, 기업, 연구소, 대학의 니즈(needs)를 충족시키며, 탄수화물관련 국가 기술경쟁력을 강화하고자, 크게 탄수화물 신소재 분야, 탄수화물 효소공학 분야, 탄수화물 물성 분야, glycomics 분야의 4개 중점 연구 분야를 선정하고, 각 분야별로 산, 한, 연 협동으로 연구과제를 활발히 진행하고 있다.

탄수화물 신소재 분야

최근 올리고당, 다당류 유도체를 포함하는 몇몇 고기능성 탄수화물 신소재의 인체생리활성이 밝혀지면서, 미국과 유럽, 일본에서는 미생물/식물/해조류 유래의 새로운 기능성 탄수화물 소재개발과 응용기술의 연구가 폭발적으로 증가하고 관련 특허분쟁도 증대되고 있는 상황이다. 이에 국내 많은 식품 및 제약 기업에서도 이러한 경쟁에 뛰어들어 새로운 천연 탄수화물 소재를 탐색, 분리하는 연구에 많은 노력을 기울이고 있다. 이에 현재 본연구소에서는 연구소 내 탄수화물 전문 연구 인프라를 바탕으로 국내 유수 대기업 및 벤처기업들과 연계하여 새로이 분리된 탄수화물 소재의 구조분석, 최적 분리/정제 조건 확립, 생리활성조사 등 다각적인 연구지원을 하고 있다.

탄수화물 효소공학 분야

탄수화물 효소공학 분야는 탄수화물 합성효소와 반응조건을 적절히 조절하여 우리가 원하는 구조와 물성의 산물을 선택적으로 생산하고, 자연계에는 존재하지 않는 새로운 구조의 물질을 얻을 수 있어 다양한 응용성의 개발 여지가 많다. 하지만 탄수화물 물질구성의 복잡성 및 특이성 등으로 인해 연구가 용이하지 않고 특히 산업적인 생산 공정 및 최적 조건에 관한 연구는 아주 미약한 상태이다. 이에 본 연구소에서는 다년간의 축적된 탄수화물 효소공학 기술을 기반으로 새로운 기능성 탄수화물을 합성하거나, 기존의 탄수화물을 효소적으로 변형시키는 연구를 진행하고 있다. 특히 최근에는 효소를 이용하여 항비만/항당뇨 효과를 지닌 지소화성 탄수화물의 생산에 관한 연구를 비롯하여, 식품 내 향미/색소/생리활성물질 등 비탄수화물 물질에 탄수화물을 부착시킴으로써 물리적, 생리적 기능을 개선하는 등의 연구를 진행하고 있다.

탄수화물 물성 분야

식품의 물성/텍스처는 식품의 가공적성뿐만 아니라 소비자들이 식품을 선택하는 기호성과 밀접한 관계가 있기때문에 식품 개발 및 품질 유지에 매우 중요한 부분을 차지하고 있는데, 식품 내 탄수화물이 이러한 물성/텍스처를 결정짓는 가장 큰 요소라 할 수 있다. 이에 연구소는 세종대학교 식품공학과 내 물성/텍스처 전문 연구인력과 협동으로 최신의 점도측정계, 텍스처측정계를 이용해 기존 탄수화물 및 기능성 탄수화물 신소재의 물성에도 관심을 가지고 연구하고 있다. ‘물성/텍스처 측정을 통한 탄수화물 식품의 품질 평가 - 이론 및 실제’라는 주제로 워크샵을 개최와 더불어 지식 및 기술 전달과 전문연구인력 양성에도 노력하고자 한다.

당대사체학 분야

당대사체학(glycomics)은 post-genome시대의 중요 연구분야 중 하나로서, 지금까지 핵산과 단백질의 연구에서 밝혀지지 않은 새로운 생명의 조절기작이 당쇄(glycochain)에 의해 해명되기 시작하면서, 세계적으로 glycomics연구에 우수인력과 자금이 집중되고 있는 실정이다. 국내에서도 21세기 국가경쟁력 강화를 위해 반드시 추진되어야 할 분야임을 인식하고 국가차원에서 관련 연구를 추진하고 연구 시설을 확충하고 있으나, 전문연구인프라의 부족으로 아직까지는 대학별 소규모로 진행되고 있다. 이에 본 연구소는 복합당쇄 구조분석을 위한LC/MS/MS 등 첨단 분석장비와, 당단백질 타겟의 약물전달 (DDS)에 있어서 약물의 친화력, kinetics를 나노칩 상에서 측정할 수 있는 SPR (Biacore) 장비를 갖추고 관련연구에 점차 집중하고 있으며, 기업 및 연구소와 협력하여 glycomics분야에서 국가 경쟁력을 확립하도록 최선의 노력을 경주하고 있다.