화학생물학은 생명 현상을 화학의 언어로 설명하는 학문이자, 그러한 화학적 관점으로 생명 현상을 들여다볼 수 있는 도구를 새롭게 개발하는 분야입니다. 우리 연구실은 유기화학적 접근법으로 화학생물학을 탐구하고, 생명 현상을 관찰할 수 있는 새로운 도구를 만들고자 합니다.


이를 위해 형광 특성, 생물직교반응성, 단백질 결합성 등 고유한 성질을 지닌 유기 분자를 디자인하고 합성하며, 이를 형광 이미징 프로브, 생체 내 표지 도구, 단백질 거동 센서 등으로 응용합니다. 나아가 이들을 질병 진단 기술과 신규 약리물질 발굴 도구로 발전시키는 것을 최종 목표로 합니다.

• 형광 분자 합성 및 형광 이미징 프로브 개발 (Fluorescent molecules and bioimaging) 다양한 합성적 접근과 계산화학적 예측(TD-DFT)을 통해 유기 형광 분자를 디자인, 합성 및 분석한다. 이들을 실제 세포와 조직의 형광 이미징에 사용될 수 있는 프로브로 발전시킨다.
• 생물직교화학 기반 화학생물학 도구 개발 (Bioorthogonal chemistry) 기존 생물직교반응(bioorthogonal reactions)의 원리를 면밀히 탐구하고, 새로운 방식의 생물직교반응을 개발하여 생명 현상을 연구하는 화학생물학 도구로 발전시킨다.
• 형광 분자의 환경 감응성 및 단백질 결합성 연구 (Fluorophores as protein binders) 단백질과 특이적으로 결합하고 상호작용하는 새로운 형광 분자를 디자인 및 합성하며, 단백질 구조 예측 도구를 활용해 결합 분석 및 최적화한다. 이들을 새로운 방식의 단백질 결합 형광 센서로 발전시킨다.

1. Unveiling the Structure-Fluorogenic Property Relationship of Seoul-Fluor-Derived Bioorthogonal Tetrazine Probes. Son, H.†; Kim, D.†; Kim, S.; Byun, W.G.; Park, S.B.* Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64,e202421982. († equally contributed)(doi:10.1002/anie.202421982).
   
2. Rational design and synthesis of pyrido[3,2-b]indolizine as a tunable fluorophore scaffold. Yi, S.; Kim, D.; Cho, W.; Kim, J.*; Park, S.B.* JACS Au 2024, 4, 2896–2906. (doi:10.1021/jacsau.4c00135)
   
3. Ultrafluorogenic monochromophore-type BOIDPY-tetrazine series for dual-color bioorthogonal imaging with a single probe. Kim, D.†; Son, H.†; Park, S.B.* Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62,e202310665.(doi:10.1002/anie.202310665)
   
4. Systematic exploration of furoindolizine-based molecular frameworks towards a versatile fluorescent platform. Lee, Y.†; Kim, D.†; Park, S.B.* Chem. Eur. J. 2022, 28, e202200533. († equally contributed) (doi:10.1002/chem.202200533)
   
5. Two-photon and multicolor fluorogenic bioorthogonal probes based on tetrazine-conjugated naphthalene fluorophores. Kim, D.; Lee, J.-H.; Koo, J.Y.; Kim, H.M.; Park, S.B.* Bioconjugate Chem. 2020, 31, 1545–1550. (doi: 10.1021/acs.bioconjchem.0c00197)
   
6. Readily accessible and predictable naphthalene-based two-photon fluorophore with full visible-color coverage. Koo, J.Y.; Heo, C.H.; Shin, Y.; Kim, D.; Lim, C.S.; Cho, B.R.; Kim, H.M.; Park, S.B.* Chem. Eur. J. 2016, 22, 14166–14170. (doi: 10.1002/chem.201603496)
   

   (†: equally contributed)