生命有機化學國家重點實驗室

分子反應動力學國家重點實驗室依託中國科學院大連化學物理研究所、中國科學院化學研究所。

基本簡介

中國科學院上海有機化學研究所中國科學院上海有機化學研究所

生命有機化學國家重點實驗室於1988年由國家計委批准籌建;1989年開始建設;並於1990年9月經中國科學院批准邊建設邊開放;1991年12月建成並通過國家驗收。吳毓林研究員為實驗室第一任主任,吳厚銘研究員為第二任主任,馬大為研究員為實驗室主任。中國科學院院士黃維垣研究員任第一屆學術委員會主任,惠永正研究員任第二、第三屆學術委員會主任。

實驗室的學術方向是化學生物學,即探索生命過程中的(有機)化學問題。主要是以具有重要生理活性的有機天然小分子為研究起點,開展結構、全合成、創製類似物、構效關係以及在生物體內轉化等研究;並運用現代譜學(如NMR、MS和 X-Ray衍射等)、計算機模擬和各種生物學技術研究它們與生物大分子(蛋白質核酸)的相互作用。從而在分子和原子水平上了解生命現象。並通過研究調控這些生命過程,為發展新的治療藥物打下基礎。

科研領域

實驗室的研究方向是分子反應動力學。利用現代化學反應動力學實驗與理論方法,在原子和分子的水平上研究基元化學反應和複雜分子反應及相關過程的動力學。

主要研究內容:利用基元反應態態動力學研究化學過程中的過渡態動力學及量子干涉現象;自由基光化學及反應動力學;超快分子反應動力學;化學反應控制的理論;分子團簇的結構和動力學;生物分子的電荷轉移和質子轉移過程;界面及凝聚相的光譜與動力學;單分子與單粒子的光譜與動力學;大氣化學、燃燒化學、星際化學及化學雷射中一些重要過程的反應動力學。

實驗室目標:在分子反應動力學基礎科學研究中作出重要創新成果,為重大科學技術進步提供基礎知識,爭創世界一流的實驗室,要在國際科學研究領域占一席之地。主要研究氣相分子(包括激發態分子、自由基、離子)的相互作用和化學反應動力學,雷射誘導的分子反應動態學,原子、分子團簇的形成和反應,氣體分子與固體表面的相互作用等。探索分子間相互作用的本質和規律、影響反應通道和產物態分布的各種因素,以達到控制化學反應的最終目的。

實驗室以實驗研究為主,同時也注重理論研究,力求在理論與實驗結合的基礎上對分子間和分子內的動力學過程有深入的了解。

實驗室近期的研究內容主要有:分子反應的取向性,氣相分子的光解離和光電離,激發態和自由基的反應和傳能動力學,超快化學過程的飛秒雷射探測和波包理論研究,原子分子團簇的生成機理和動力學等。研究的反應體系著眼於在大氣化學、化學雷射、燃燒、催化、材料科學等領域中提出的重要化學反應。

學術發表

生命有機化學國家重點實驗室生命有機化學國家重點實驗室

自正式開放以來,本實驗室已在國內外重要刊物上發表論文907篇,其中國外刊物論文409篇。申請專利29項,已獲授權12項。“以糖為手性源合成生物活性天然產物”獲中國科學院自然科學二等獎。 “免疫調節劑—牛膝多糖” 獲中國科學院發明二等獎。 “兩種酶的三維構象、分子識別和催化機理研究”和“無溶劑均相合成蔗糖脂”獲上海市科技進步二等獎。其它參與的獲獎還有:國家自然科學二等獎;國家教委科學技術進步三等獎等等。

1993 年第 15 期世界著名的科學雜誌《Science》指出:大連是化學物理的溫床,因為大連化物所有分子反應動力學國家重點實驗室。這表明該實驗室在國際上的地位已被承認。

1997 年國際著名的 Gordon 會議將本室沙國河院士的發現 -- “ CO 碰撞傳能中的量子干涉效應”,確定為會議的中心議題,並邀請到會報告。樓南泉院士自 1979 年起,被聘為國際分子束學術顧問委員會委員(長期),張存浩院士被聘為國際重要學術刊物Chemical Physics Letters 的編委。 2001年被聘為該實驗室主任的楊學明研究員,是本領域國際傑出的青年科學家。

科研成果

實驗室取得了以下一些突出進展:(1)在小分子調節劑的研究方面。發現了一個選擇性作用在蛋白激酶C的b-亞基的調節劑,發現其具有良好的抗癌活性和較小的毒性,已申請美國專利。發現了一些作用於代謝型谷氨酸受體亞型的小分子調節劑,其中一個選擇性拮抗第二組代謝型谷氨酸受體的化合物已作為研究代謝型谷氨酸受體的工具,被國外公司發展成商品。(2)在糖化學和生物學的研究方面。發展了一系列高效的合成新方法。完成了樹脂糖苷Tricolorin A和強抗癌活性皂苷OSW-1的首次全合成。系統地研究了植物皂甙的合成。利用糖作為手性源合成了一系列具有高活性的手性天然產物,如:白三烯A4和B4。(3)在青蒿素的作用機制研究方面取得突破性進展。(4)從馬氏鉗蠍毒液中分離得到40餘個毒素多肽,研究了部分多肽的溶液構象和調節離子通道活性的關係。(5)解析了天花粉蛋白、b-苦瓜子蛋白、甲醇脫氫酶系列、細胞色素b5突變體系列以及天花粉蛋白與一系列底物類似物複合物的三維結構,探討了結構與功能的關係。(6) 對槐糖酯和鼠李糖酯的生物合成套用於三次採油,可提高採油率達10-15%。篩選得到具有高對映選擇性還原作用的真菌G38等。上述的部分工作已在JACS,Angew.Chem.和PNAS等一流刊物上發表。

科研實力

生命有機化學國家重點實驗室生命有機化學國家重點實驗室

本實驗室固定人員約為30人,擁有中國科學院院士2人,研究員12人,其中年齡在45歲以下的6人,包括中國科學院“百人計畫” 3人;國家傑出青年基金獲得者3人。個人獲得的榮譽有:求是科技基金會獎4名;求是基金會傑出青年學者獎1人;中國青年科技獎1人;全國優秀留學回國人員1人;中國化學會青年學者獎2人;中國科學院十大傑出青年2人;上海化學化工會莊長恭獎3人;上海啟明星稱號3人等。

本實驗室已畢業博士75人,碩士92人,出站博士後13人。其中3人獲中國科學院院長特別獎;6人獲優秀獎。現有在讀博士生和碩士生37人。

學術交流

實驗室參與籌辦了21stIUPAC天然產物會議和主辦了國際天然產物合成會議;主辦“第一屆中韓有機化學討論會” 。實驗室研究人員在國內外學術會議作邀請報告50餘次,每年出境參加會議和訪問10人次以上。並與韓國、日本美國和香港等地開展了合作研究。還向韓國和英國派出了聯合培養的研究生。應邀在國際或雙邊會議作邀請報告每年10餘次。 應邀為J. Am. Chem. Soc; J. Org. Chem.等幾乎所有有機化學領域重要刊物審稿。實驗室論文受到廣泛引用。

實驗室將圍繞小分子與大分子相互作用這一學術核心。在近期將引進分子生物學、計算生物學和波譜學的青年人才,完成新舊交替的隊伍建設。正與一些國內和國際著名生物學家組建化學生物學研究團隊,並已開展在細胞凋亡和免疫方面的研究合作。

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