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題目：拓撲蛋白質的設計、合成及應用

報告人：張文彬 教授 北京大學

地點：霞光樓220會議室

時間：2021年10月20日 周三下午14：30

邀請人: 顏徐州 研究員

拓撲蛋白質的設計、合成及應用

張文彬

北京大學化學與分子工程學院，北京，100871

蛋白質的體內合成受基因調控，其主鏈結構多為線性結構。具有非線性復雜拓撲結構的蛋白在大自然中較為少見，大多與特定的功能優(yōu)勢相聯(lián)系。

我們致力于拓展蛋白質的拓撲結構，以探索拓撲結構的構效關系以及生物醫(yī)藥應用。我們利用可基因編碼的多肽標簽-蛋白質化學反應，通過合理的設計及與蛋白質折疊的結合，合成了多種具有復雜拓撲結構的蛋白質，包括輪烷、打結蛋白質、套索蛋白質，蛋白質索烴等。

我們發(fā)展了具有一定普適性的拓撲蛋白質設計方法，應用分子動力學模擬初步探討了一系列拓撲異構體的構效關系，并通過組裝和反應的協(xié)同，實現(xiàn)了多種拓撲蛋白質的胞內精密合成。

通過對若干模型蛋白拓撲結構的計算機模擬和實驗研究，我們發(fā)現(xiàn)拓撲結構可顯著提升蛋白的穩(wěn)定性和耐酶切穩(wěn)定性、抗變性、抗聚集能力，提示其在蛋白質藥物方面具有廣泛的應用前景。

本課題得到國家自然科學基金委（21925102, 21991132, 92056118）、國家重點研發(fā)計劃（2020YFA0908100)和北京分子科學國家研究中心資助 (BNLMS-CXXM-202006)的資助。

參考文獻：

1.Wang, X.-W.; Zhang, W.-B.* Chemical Topology and Complexity of Protein Architectures. 2018, 43, 806-817.

2.Da, X.-D.; Zhang, W.-B.* Active Template Synthesis of Protein Heterocatenanes. 2019, 58, 11097-11104.

3.Liu, Y.; Wu, W.-H.; Hong, S.; Fang, J.; Zhang, F.; Liu, G.-X.; Seol, J.;* Zhang, W.-B.* Lasso Proteins: Modular Design, Cellular Synthesis and Topological Transformation. 2020, 59, 19153-19161.

4.Liu, Y.;# Duan, Z.;# Fang, J.;# Zhang, F.; Xiao, J.;* Zhang, W.-B.* Cellular Synthesis and Crystal Structure of a Designed Protein Heterocatenane, 2020, 59, 16122-16127.

5.Qu, Z.; Cheng, S.Z.D.;* Zhang, W.-B.;* Macromolecular Topology Engineering. 2021, 3, 402-415.

個人簡介

張文彬，1981年生，于2004年和2010年分別獲北京大學學士和美國阿克倫大學博士學位，之后先后在阿克倫大學和加州理工做博士后研究，并于2013年8月加入北京大學化學與分子工程學院。

自獨立開展工作以來，以“精密結構高分子”為中心，對高分子的設計、合成和自組裝做了積極的嘗試和深入的研究，致力于通過結合生物大分子和合成大分子的設計理念和獨特基元，發(fā)展具有精密結構的非傳統(tǒng)高分子，實現(xiàn)對其化學結構和物理結構的精準控制，以發(fā)展相應的功能材料。

至今為止，已在

曾獲日本化學會杰出講座獎(2017年)、國家杰出青年基金（2019年）、Bayer Investigator Award（2021年）等榮譽和人才計劃。

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