报 告 人：刘海燕 教授（中国科学技术大学）

报告时间：2019年12月7日上午10：15

报告地点：化学楼二楼一号会议室

邀 请 人：廖荣臻 教授

报告人简介：

刘海燕，中国科学技术大学生命科学学院教授，主要研究方向为蛋白质设计及其在合成生物学中的应用、蛋白质结构功能的计算生物学与生物信息学。1990年毕业于中国科学技术大学，获生物学学士学位；1996年获中国科学技术大学生化与分子生物学博士学位。1993-1995年作为联合培养研究生在瑞士苏黎世高工物理化学实验室学习；1998年至2000年美国杜克大学化学系及美国北卡罗林纳大学教堂山分校生物化学与生物物理系博士后。2001起任现职。

摘要：

蛋白质设计即根据对蛋白质结构和功能的预设要求来确定多肽链的氨基酸序列。近年来，我们致力于以大量已知蛋白质序列结构数据为基础建立通用的蛋白质设计方法。此前，针对给定主链结构设计氨基酸序列的问题，我们建立了ABACUS（A Backbone Based Amino Acid Usage Survey）统计能量模型；实验表明，对多个不同折叠类型的目标主链结构，用ABACUS设计的氨基酸序列能稳定地折叠成预期结构。最近，针对人工从头设计主链结构问题，我们建立了SCUBA（Side Chain Unspecialized Backbone Arrangement）统计能量模型，采用人工神经网来表示高维统计能量函数，能准确、无偏地刻画蛋白质构象自由度在高维空间中的联合分布。用SCUBA，可以在序列待定的情况下，用随机分子动力学模拟（SD）对主链构象进行完全柔性的采样和优化；理论验证表明，从人工搭建的主链出发经SCUBA SD模拟煺火、自动优化后得到的结构可以高精度地再现数据库中的天然蛋白主链结构。SCUBA和ABACUS构成了从头设计蛋白质结构和序列的工具链。与此同时，我们正在发展小分子结合口袋等功能区域的设计方法，并取得了一些初步理论结果。