工业酶的计算机设计

报告时间:2019年4月12日(星期五)下午14:30

报告地点:生物楼学术报告厅

报告人:吴边研究员,中国科学院微生物研究所

  报告摘要:

  蛋白质功能很大程度上由其三维结构所决定,结构预测与设计是了解酶功能的重要途径。蛋白质三维折叠规律是Science杂志所遴选的悬而未决的核心科学问题之一。随着计算机科学、计算化学、生物信息学和基因组学等快速发展,推动了蛋白质结构预测和功能设计研究迅猛发展。蛋白质设计一方面可揭示其结构与功能关系的规律,另一方面可创造具有应用价值的功能蛋白,受到高度重视,成为生物学、化学、物理学和数学等学科交叉的热点前沿领域。

  目前计算机人工酶设计主要遵循“Inside-out”的设计策略。这种策略主要基于Rosetta能量函数对氨基酸进行最优结构分数排序。氨基酸侧链的旋转异构体则通过蒙特卡洛模拟退火方法进行多轮采样,包括侧链、骨架、配体构象以及受体刚性结构的最小化等。本报告将对计算机酶设计的基本原理进行简要介绍,并展示计算机设计在超耐热工业酶以及新化学反应设计中的最新实例与实际工业应用突破。

  报告人简介:

  吴边,博士,中国科学院微生物研究所研究员、博士生导师,微生物资源前期开发国家重点实验室副主任,基金委“国家优秀青年科学基金”获得者。2010年在荷兰国立格罗宁根大学获得博士学位。目前担任中国生物工程学会合成生物学专业委员会委员,中国微生物学会酶工程专业委员会委员与中国生物发酵产业协会理事。主要工作致力于生物催化相关的元件挖掘、机理解析、酶工程改造、合成设计等工作;解析了酶催化氢胺化和酰胺化反应的详细机理,并通过人工改造将其应用于生物大分子与生物小分子的精准合成与定向修饰。尤其是近年来,将蛋白质计算机设计的前沿方法引入酶工程的研究中,促进了复杂大分子结构设计的发展。在Nat. Chem. Biol.、Angew Chem.、ACS Catalysis 等国际主流学术刊物上发表数十篇论文。在此基础上构建出一系列化学品的生物合成途径,已有多项技术成功转化,实现产业化应用。

  联系人:1816组 赵宗保

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