个人简介/ Personal Profile
楚慧郢教授自 2004 年起主要从事复杂生物体系分子动力学模拟力场、方法发展与应用研究工作,完成了多项理论计算研究工作。目前在 Nature、Cell Research、Nucleic Acids Research、Nature Plants、Molecular Cell、JACS、Plos Biology,JCTC 等国际核心期刊上发表SCI文章共计57篇,第一以及共同第一作者、共同通讯作者发表文章26篇,在 springer《Membrane Physics》专著上合著一个章节,描述了细胞膜的分子动力学模拟方法,此书自2016年底上线以来累计下载次数已达22000次。
获得奖励情况:
2019年获得年度中国医学重大进展(基础医学部);
2019年入选大连市青年才俊;
2022年聘用为中国科学院特聘研究骨干岗位
项目承担情况
项目负责人:
1. 国家自然基金委青年项目,基于可极化力场的离子与细胞膜相互作用分子机制的理论研究,21907094,28万
2. 国家重点实验室自主研究课题项目,酰胺键水解酶作为组蛋白去修饰酶新功能的理论研究, SKLMRD-Z202309,100万
3. 国家重点实验室自主研究课题项目,酸性磷脂对整合素αLβ2跨膜区稳定性的理论研究, SKLMRD-Z201806,50万
4. 科技部国家重点研发计划,融合AI和物理模型的新一代分子动力学模拟及药靶亲和力预测算法研发,2023YFF1204903,150万,子课题负责人
核心骨干:
5. 科技部国家重点研发计划,基于FPGA软硬件协同设计的生物体系动力学模拟专用机原型系统,2019YFA0709400,1407万
6. 军工项目课题,原子级新冠病毒同宿主受体结合过程动态模拟,221-CXCY-N101-08-01-01,1600万
7. 中国科学院战略性先导科技专项(B类)子课题,跨尺度动态模拟计算技术,XDB37000000,350万
以主要参与人身份参与国家自然基金委重大研究计划(培育项目)、国家自然基金委面上项目、国家重点基础研究发展计划(973计划)子课题、中国科学院大连化学物理研究所所创新基金、大连市支持高层次人才创新创业-高层次人才创新支持计划、大医二院-大连化物所医工联合创新基金(重点项目)多项。
个人经历/ Personal experience
教育经历:
2000.09-2004.07 黑龙江大学 生命科学学院生物技术专业 本科
2004.09-2009.06 吉林大学理论化学研究所、理论化学计算国家重点实验室 硕博连读
工作经历:
2009.07-2011.06 大连化学物理研究所 分子反应动力学国家重点实验室 博士后
2011.06-2013.06 大连化学物理研究所 分子反应动力学国家重点实验室 助理研究员
2013.07-2024.05 大连化学物理研究所 分子反应动力学国家重点实验室 副研究员
2024.06-至今 辽宁师范大学 化学与生物学交叉研究中心 教授
研究方向/ research
在理论方法方面:
在可极化力场建立研究方面,率先将AMOEBA可极化力场拓展到了细胞膜模型分子,构建了多个兼性磷脂及酸性磷脂的可极化全原子力场(Molecular Physics,2018;Molecules 2018;Journal of Biomolecular Structure and Dynamics,2024;申请人为共同第一作者或通讯作者),实现了生物体系可极化力场的全覆盖,实现了复杂极化微环境中原子分子相互作用的精准描述,使得膜蛋白GramicidinA的离子电导率模拟计算在国际上首次达到了实验精度,解决了困扰分子模拟领域十余年的难题,对于细胞内复杂微环境的精准描述和科学研究具有重要意义(Journal of Chemical Theory and Computation,2016,申请人为共同第一作者)。并将构建的力场应用到了整合素αLβ2的跨膜区双体结构预测上,并对结构稳定性起主要作用的残基、酸性磷脂对蛋白结构稳定性等进行分析(Plos Biology, 2018,申请人为共同第一作者)。
在应用研究方面:
应用分子动力学模拟方法解决了复杂生物体系微观分子机理的解析,为实验现象提供了强有力的理论支持:(1)阐明了EGFR活化的肺癌转移是通过糖醛酸酶UGDH代谢物调控mRNA结合蛋白HuR功能的分子机制,并发现了肺癌转移的首个生化指标--尿苷二磷酸葡萄糖(Nature,2019,申请人为共同第一作者),成果被Nature杂志以专文形式亮点评述,这也是在生理微环境下复杂体系理论模拟取得的重要进展和突破性成果,此研究成果入选“2019年度中国医学重大进展(基础医学部)”,再此基础对于UGDH与HuR相互作用模式进行了详细解析(Physical Chemistry Chemical Physics,2023,申请人为共同通讯作者)。(2)通过详细分子动力学模拟,探究了微管组装过程中的关键驱动力,揭示了蛋白质-蛋白质相互作用动态变化特性在微管组装中发挥的关键作用,为靶向微管蛋白的药物设计(如微管稳定剂等)提供了新的途径,为微管蛋白失调引起的肿瘤和神经系统疾病提供了潜在的诊断和治疗方向(Nature Communication,2023,申请人为共同通讯作者)。(3)建立了蛋白新功能筛选的新方法,筛选出糖异生途径中的催化果糖1,6-二磷酸水解为果糖6-磷酸的关键代谢酶FBP1,可作为蛋白质磷酸酶,揭示了代谢酶FBP1能够行使蛋白磷酸酶的功能,明确了IκBα是FBP1去磷酸化的蛋白质底物,并确立了FBP1介导的IκBα去磷酸化在结直肠肿瘤发生中的关键作用及其机制。(Cell Research,2023,申请人为共同第一作者)。(4)发现了胶质瘤中重要蛋白PGK1的T243磷酸化会改变另一远距离氨基酸K216的动态学行为及侧链朝向,进而对PGK1和底物的结合产生很大影响,为胶质瘤治疗的新策略提供理论依据 (Molecular Cell, 2018,申请人为共同第一作者)。(5)揭示了内源性代谢物aKG诱导IKK beta从非激活态转变为激活态机理,成功预测了GDH1与RelA的结合模式,解析了肿瘤增殖过程中葡萄糖匮乏条件下细胞增强糖吸收利用的分子机制(Molecular Cell, 2019,申请人为共同第一作者)。