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生命有机化学国家重点实验室

生命有机化学国家重点实验室

  生命有机化学国家重点实验室是我国筹建的第一批国家重点实验室之一。1988年论证建设计划,1989年开始建设,1990年经中科院批准边建设边开放,1991年12月验收,1992年正式开放运行。实验室通过了1995年、1999年、2003年和2009年的四次评估。

  实验室以“基于有机小分子的化学生物学”为研究方向。集成利用现代有机合成化学、物理有机化学、结构生物学和计算生物学、分子生物学、细胞生物学和分子药理学等学科的研究手段和方法,发展具有重要生物活性的有机小分子,并阐明其与生物大分子的相互作用,为解析生物大分子的功能,阐明生命过程中的信息传递和分子识别等做出贡献,为新医药和新农用化学品的研发提供先导化合物;同时发展创制这些化合物的有机合成和生物合成的新方法。

  实验室以下述五个方向为主要研究内容:(1)具有重要生物活性的复杂天然产物的研究:针对具有抗癌、抗炎、抗菌以及神经活性的生物碱、环肽、甾体及糖类天然产物进行全合成、结构-活性关系、及其与靶分子的作用机制研究。(2)重要生命过程的小分子调节剂的研究:针对在细胞内外信号传导过程中的一些关键因子如G-蛋白偶联受体、蛋白激酶以及细胞凋亡过程和自吞噬过程,发展高活性、高选择性的小分子调节剂,并应用于了解生物大分子功能的研究。(3)有机小分子与生物大分子相互作用的结构生物学研究:利用单晶衍射、NMR和计算模拟等技术,研究生物大分子及其与活性小分子的复合物的结构和构象,在原子水平探讨活性小分子如药物分子作用的内在机制。(4)生物合成和组合生物合成研究:对具有重要生物活性的聚酮、聚肽及聚酮/聚肽杂合类天然产物,从克隆生物合成基因簇出发,在建立生物合成途径和阐明新型酶学机制的基础上,运用组合生物合成的策略获得结构类似物,以满足药物发现和发展过程中对于结构多样性的需求。(5)有机合成的方法学研究:针对具有重要生理活性的复杂分子的合成,发展新的催化和转化方法,并将它们用于复杂生物活性分子的全合成,以及临床医药、农药等化学品的工业化生产。

   围绕研究方向,通过各种人才引进措施,实验室已建立了一支以青年科学家为主、学科专业搭配较合理的化学生物学交叉研究队伍,并已开展了卓有成效的合作研究。实验室现有固定课题组11个,固定人员39名,其中中科院院士1名,国家杰出青年基金获得者7名,中科院“百人计划”入选者9人。由于研究工作在国际上的影响,不少实验室成员被聘为国内外学术组织的成员和著名学术期刊的顾问编委。

   实验室在上一个五年中,已在上述研究方向取得重要进展:完成了十多类具有重要生理活性的复杂天然产物的首次全合成;发现了一批具有良好生物活性的化合物,其中的一个趋化因子受体拮抗剂已经完成了作为治疗爱滋病新药的I期临床研究并成功地实现了知识产权的国际转让;完成了一批蛋白质的结构解析和模拟;阐明了数个具有重要生物活性的聚酮和聚肽类天然产物的生物合成机制,并通过基因调控显著改进了数个抗生物素的生产工艺;发展了一系列化学反应方法学,被国内外同行成功应用上百次;建立了高水平的、有特色的细胞生物学和分子药理学研究平台,培养了一批从事化学生物学交叉学科研究的研究人才。

  此间,实验室共发表论文325篇,其中影响因子大于5的论文有46篇,影响因子3-5的有84篇,获得授权专利46项,软件著作权5项。实验室还获得了国家自然科学二等奖1项、上海市科技进步一等奖1项和上海市自然科学二等奖1项,作为参与者还获得了上海市科技进步一等奖1项和教育部自然科学二等奖1项。

  在今后的5年中,实验室将紧紧围绕“基于有机小分子的化学生物学”的研究方向,加强人才引进、平台建设和多学科的交叉与合作,力争做出有重要国际影响的工作。