報 告 人：劉海燕 教授（中國科學技術(shù)大學）
報告時間：2019年12月7日上午10：15
報告地點：化學樓二樓一號會議室
邀 請 人：廖榮臻 教授
報告人簡介：
劉海燕，中國科學技術(shù)大學生命科學學院教授，主要研究方向為蛋白質(zhì)設計及其在合成生物學中的應用、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能的計算生物學與生物信息學。1990年畢業(yè)于中國科學技術(shù)大學，獲生物學學士學位；1996年獲中國科學技術(shù)大學生化與分子生物學博士學位。1993-1995年作為聯(lián)合培養(yǎng)研究生在瑞士蘇黎世高工物理化學實驗室學習；1998年至2000年美國杜克大學化學系及美國北卡羅林納大學教堂山分校生物化學與生物物理系博士后。2001起任現(xiàn)職。
摘要：
蛋白質(zhì)設計即根據(jù)對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的預設要求來確定多肽鏈的氨基酸序列。近年來，我們致力于以大量已知蛋白質(zhì)序列結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)為基礎建立通用的蛋白質(zhì)設計方法。此前，針對給定主鏈結(jié)構(gòu)設計氨基酸序列的問題，我們建立了ABACUS（A Backbone Based Amino Acid Usage Survey）統(tǒng)計能量模型；實驗表明，對多個不同折疊類型的目標主鏈結(jié)構(gòu)，用ABACUS設計的氨基酸序列能穩(wěn)定地折疊成預期結(jié)構(gòu)。最近，針對人工從頭設計主鏈結(jié)構(gòu)問題，我們建立了SCUBA（Side Chain Unspecialized Backbone Arrangement）統(tǒng)計能量模型，采用人工神經(jīng)網(wǎng)來表示高維統(tǒng)計能量函數(shù)，能準確、無偏地刻畫蛋白質(zhì)構(gòu)象自由度在高維空間中的聯(lián)合分布。用SCUBA，可以在序列待定的情況下，用隨機分子動力學模擬（SD）對主鏈構(gòu)象進行完全柔性的采樣和優(yōu)化；理論驗證表明，從人工搭建的主鏈出發(fā)經(jīng)SCUBA SD模擬煺火、自動優(yōu)化后得到的結(jié)構(gòu)可以高精度地再現(xiàn)數(shù)據(jù)庫中的天然蛋白主鏈結(jié)構(gòu)。SCUBA和ABACUS構(gòu)成了從頭設計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和序列的工具鏈。與此同時，我們正在發(fā)展小分子結(jié)合口袋等功能區(qū)域的設計方法，并取得了一些初步理論結(jié)果。
