1993 – Московский институт тонкой химической технологии, специальность – биотехнология (с отличием);
1993-1996 – аспирантура в ИБХ РАН

1998 – кандидат хим. наук, специальность биоорганическая химия (ИБХ РАН, Москва);
2005 – доктор химических наук, специальность органическая химия (ИГХТУ, Иваново).
2018 – научное звание доцента, специальность медицинская химия (КФУ, Казань).

1996-1999 – м.н.с. лаборатории генетической инженерии интерлейкинов ИБХ РАН (Москва).
1999-2000 – руководитель группы олигонуклеотидного синтеза, ЗАО «Ассоциация АЗТ», Кардиологический научный центр РАМН (Москва).
2000-2008 – руководитель отделов научного маркетинга и компьютерно-медицинской химии ЦВТ ХимРар.
2012-2016 – зав. кафедрой общей химии МФТИ (Гос. университет) (Долгопрудный).
2015-2020 – зав. кафедрой медицинской химии, Казанский (Приволжский) федеральный университет.
2008 по н.в. – г.н.с. Института физиологически активных веществ РАН (Черноголовка).
2015 по н.в. – в.н.с. НОЦ фармацевтики, Казанский (Приволжский) федеральный университет.
2024 (сентябрь) по н.в. – профессор кафедры биохимии Российского университета дружбы народов им. П. Лумумбы.
2020 – по н.в. – профессор кафедры инновационной фармацевтики, медицинской техники и биотехнологий МФТИ.

- Золотая медаль 47-й Международной выставки изобретений (Женева, апрель 2019) за создание инновационного противовоспалительного препарата KFU-01 (коллектив соавторов).
- Золотая медаль 47-й Международной выставки изобретений (Женева, апрель 2019) за создание инновационного противоопухолевого препарата KFU-02 (коллектив соавторов).
- Победитель номинации компании Bayer, победитель номинации компании Primer Capital, победитель номинации компании X-Tech, диплом III-й степени по треку «Фармацевтические препараты и лабораторная диагностика» (акселератор «Стартап-ралли 2018», форум «Биотехмед», Геленджик, сентябрь 2018 г.) за создание инновационного противоопухолевого препарата KFU-02 (коллектив соавторов).
- Приглашенный докладчик ряда крупных российских и международных научных форумов (Берлин (1998), Тайпей (2019), Судак (2019), Москва (2015-2024), Волгоград (2022), Санкт-Петербург (2023, 2025), Казань (2023), Сочи/Сириус (2023, 2025) и мн. др.).

Специалист в области органической, компьютерной и медицинской химии, разработки физиологически активных веществ и средств медицинской диагностики (индекс Хирша 26, число цитирований более 2300, Scopus). Автор более 150 научных публикаций (исследовательские статьи, обзоры, главы в книгах, патенты, учебные пособия). Руководитель и участник широкого ряда научно-исследовательских работ в области разработки и доклинических исследований лекарств по линии РФФИ, РАН, Минобрнауки, МНТЦ, Минпромторга (2000-2022).

Специалист в области разработки средств лекарственной терапии и диагностики, научного маркетинга и трансфера инновационных биомедицинских технологий. Сооснователь ряда инновационных компаний-стартапов в области разработки лекарств (2011-2021). Разработчик и участник ряда стратегических инициатив, в том числе Стратегии Фарма-2020 (официальный соразработчик), проекта Национальная сеть биоскрининга, концепций развития фармкластеров «Биосити», «Пущино-Черноголовка» и др. (2008-2012). Руководитель проекта по разработке Концепции развития Физтеха в области живых систем до 2030 года и на дальнейшую перспективу (апрель-декабрь 2022 г.). Член правления Московского химического общества им. Д.И. Менделеева (2010-2017). Член попечительского совета ТП Медицина Будущего (2010-2011). Член общественного научно-технического совета Технопарка «Сколково» (2015-2016). Советник по инновациям генерального директора АО «Татхимфармпрепараты» (2018-2020). Многолетний опыт сотрудничества с ГК ХимРар (2001-2025), ведущей в РФ негосударственной структурой, проводящей разработку инновационных лекарственных средств. Знание особенностей и проблем российской фармацевтической индустрии, разработки и рынка, глобальной фарминдустрии, ключевых аспектов защиты и трансфера интеллектуальной собственности в фарминдустрии. Опыт организации научных лабораторий и научно-внедренческих проектов.

Высококвалифицированный эксперт в области химических наук, а также инновационных фармацевтических, биомедицинских и сельскохозяйственных технологий. Аккредитованный эксперт Федерального реестра экспертов научно-технической сферы (рег. номер 8205) в тематической области «медицина и здравоохранение» (с 2020 года по н.в.). Официальный эксперт Российской академии наук по отделению «Химия и науки о материалах». Официальный эксперт Экспертной группы при Совете Минобрнауки по реализации программ развития образовательных организаций высшего образования с целью формирования группы образовательных организаций высшего образования – национальных лидеров для формирования научного, технологического и кадрового обеспечения экономики и социальной сферы, повышения глобальной конкурентоспособности системы высшего образования и содействия региональному развитию (Приоритет-2030). Эксперт фонда Сколково (более 300 экспертиз с 2011 года). Эксперт Минпромторга (более 100 экспертиз проектов по ФЦП «Фарма-2020»), фонда Бортника, Российского научного фонда, Минобрнауки, Аналитического Центра при Правительстве РФ, РВК, венчурных инвестиционных фондов (напр., «Максвелл Биотех»), отраслевого союза Нейронет, ООО «Инконсалт».

Специалист в области искусственного интеллекта, анализа больших массивов данных, нейронно-сетевых алгоритмов, хемоинформатики. Разработчик ряда технологий прогнозирования свойств молекулярных объектов, основанных на алгоритмах ИИ, внедренных в 2001-2008 гг. в компании ХимРар и аффилированной компании ChemDiv (США). Докторская диссертация К. Балакина (тема: «Синтез органических соединений с прогнозированными свойствами») посвящена разработке и применению алгоритмов ИИ для прогнозирования свойств химических соединений. Рецензент ряда профильных журналов (напр., J. Chem. Inf. Modeling). Разработчик и лектор 2-семестровых курсов «Компьютерные методы в медицинской химии» и «Цифровые технологии в разработке лекарств», преподающихся в МФТИ и КФУ с 2012 г по н.в. Автор более 40 публикаций в указанной области (наиболее значительный труд - монография: Pharmaceutical Data Mining: Approaches and Applications for Drug Discovery / ed. K. V. Balakin, ser. ed. Sean Ekins. – Hoboken, New Jersy: Wiley, 2010. – 565 p.; ISBN: 978-0-470-19608-3). Участник ряда значимых российских и международных научных форумов по данной тематике (напр., Data Fusion, Москва, апрель 2024).