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来鲁华 当前位置: 北京大学化学与分子工程学院课题组物理化学 来鲁华

来鲁华

物理化学,生物大分子结构与功能及分子设计,博士,长江特聘教授

电话:010-62757486
传真:010-62751725
电子信箱:lhlai@pku.edu.cn

1984年毕业于北京大学化学系,
1987年在北京大学化学系获硕士学位,
1989年在北京大学化学系获博士学位,
1998-1999年美国加州大学伯克莱分校化学系伯克莱学者,
1992年至今,北京大学化学学院教授,
2001年至今,北京大学化学学院长江特聘教授,
现任分子动态与稳态结构国家重点实验室主任,物理化学研究所所长,
北京大学定量生物学中心副主任,北京大学-清华大学生命科学联合中心成员。

主讲课程:

本科生基础课“结构化学”;专业选修课“生物物理化学”

研究领域和兴趣:

主要应用物理化学、计算和实验生物化学以药物化学方法研究蛋白质及其参与的生命过程。试图揭示蛋白质序列、结构和功能的关系,探讨生物分子作用机理,开展蛋白质结构和功能设计,进行基于结构和基于系统的药物设计方法与应用研究。我们发展新的计算设计方法与程序,模拟生物分子机制及系统规律;采用理论计算与实验密切结合的方法定量研究生物分子作用机制并进行蛋白质、药物和生物系统设计。

主要研究方向简介:

(1) 新型蛋白质作用对设计
蛋白质相互作用是很多重要生物过程的基础,也是极受关注的药物设计靶标。设计新的蛋白质作用对可以认识蛋白质规律,设计具有潜在应用价值的蛋白质,还可以为重构生物途径提供工具。我们发展可用于全新蛋白质作用对设计的计算策略,并针对肿瘤坏死因子或特定金属离子进行结合蛋白质及多肽设计。
(2) 基于结构的药物设计
我们一直致力于发展基于结构的药物设计方法和程序,注册用户数合计超过5000家, 多种药物设计程序,如LigBuilder在国内外得到广泛应用(http://www.ligbuilder.org)。针对复杂疾病需要针对多个靶标进行调控的需求,我们正在发展针对多靶标的药物设计方法,同时也在发展可以对蛋白质功能进行别构调控的方法以及针对无序蛋白质的药物设计方法等。
(3) 基于系统的药物设计
复杂疾病与多种因素相关,针对单一靶标的调控无法进行有效治疗。我们研究复杂疾病相关分子网络的调控机理,发展关键靶标预测和多靶标调控方案设计方法,研究网络拓扑结构及动力学与调控的关系。
(4) 重要生物过程过程研究
针对人类炎症相关花生四烯酸代谢网络开展了系统研究,发展了多种单靶标或多靶标抑制剂;研究炎症网络与癌症的关系;针对癌症代谢网络进行小分子代谢调控研究,开展关键酶的别构调控分子设计;针对化学趋向性及NF-kB等信号传导体系进行分子机制研究与调控分子发现。

代表性论文和专著:

  1. Pei, J. F.; Yin, N.; Ma, X. M.; Lai, L. H.*, Systems Biology Brings New Dimensions for Structure-Based Drug Design. J. Am. Chem. Soc. 136, 11556-11565, 2014.
  2. Zhou, L.; Bosscher, M.; Zhang, C. S.; Ozcubukcu, S.; Zhang, L.; Zhang, W.; Li, C. J.; Liu, J. Z.; Jensen, M. P.; Lai, L. H.*; He, C.* , A protein engineered to bind uranyl selectively and with femtomolar affinity. Nature Chem. 6, 236-241, 2014.
  3. Zhang, C. S.; Shen, Q.; Tang, B.; Lai, L. H.*, Computational design of helical peptides targeting TNFa. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 52, 11059-11062, 2013.
  4. Bi, S. Y.; Yu, D. Q.; Si, G. W.; Luo, C. X.; Li, T. Q.; Ouyang, Q.; Jakovljevic, V.; Sourjik, V.; Tu, Y. H.*; Lai, L. H.*, Discovery of novel chemoeffectors and rational design of Escherichia coli chemoreceptor specificity. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 110, 16814-16819, 2013.
  5. Jin, F.; Yu, C.; Lai, L. H.*; Liu, Z. R.*; Ligand clouds around protein clouds: a scenario of ligand binding with intrinsically disordered proteins. PLoS Comput. Biol. 9, e1003249, 2013.
  6. Wu, Y. R.; He, C.; Gao, Y.; He, S.; Liu, Y.; Lai, L. H.*, Dynamic Modeling of Human 5-Lipoxygenase-Inhibitor Interactions Helps To Discover Novel Inhibitors. J. Med. Chem. 55 (6), 2597-2605, 2012.
  7. Qi, Y. F.; Wang, Q.; Tang, B.; Lai, L. H.*, Identifying Allosteric Binding Sites in Proteins with a Two-State G(o)over-bar Model for Novel Allosteric Effector Discovery. J. Chem. Theo. & Comp. 8 (8), 2962-2971, 2012.
  8. Yuan, Y. X.; Pei, J. F.*; Lai, L. H.*, LigBuilder 2: A Practical de Novo Drug Design Approach. J. Chem. Inf. Model., 51 (5), 1083-1091, 2011.
  9. Li, C. M.; Qi, Y. F.; Teng, X.; Yang, Z. C.; Wei, P.; Zhang, C. S.; Tan, L.; Zhou, L.; Liu, Y.; Lai, L. H.*, Maturation Mechanism of Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) Coronavirus 3C-like Proteinase. J. Biol. Chem. 285 (36), 28134-28140, 2010.
  10. Liang, H. H.; Chen, H.; Fan, K. Q.; Wei, P.; Guo, X. R.; Jin, C. W.; Zeng, C.; Tang, C.; Lai, L. H.*, De Novo Design of a beta alpha beta Motif. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 48 (18), 3301-3303, 2009.
  11. Yang, K.; Bai, H. J.; Qi, O. Y.; Lai, L. H.*; Tang, C., Finding multiple target optimal intervention in disease-related molecular network. Mol. Syst. Biol. 4, 228, 2008.
  12. Wei, D. G.; Jiang, X. L.; Zhou, L.; Chen, J.; Chen, Z.; He, C.; Yang, K.; Liu, Y.; Pei, J. F.; Lai, L. H.*, Discovery of Multitarget Inhibitors by Combining Molecular Docking with Common Pharmacophore Matching. J. Med. Chem. 51 (24), 7882-7888, 2008.
  13. Zhang, Z. Q.; Chen, H.; Lai, L. H.*, Identification of amyloid fibril-forming segments based on structure and residue-based statistical potential. Bioinformatics 23 (17), 2218-2225, 2007.
  14. Liu, S.; Liu, S. Y.; Zhu, X. L.; Liang, H. H.; Cao, A. N.; Chang, Z. J.; Lai, L. H.*, Nonnatural protein-protein interaction-pair design by key residues grafting. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104 (13), 5330-5335, 2007.
  15. Lai, L. H.*; Han, X. F.; Chen, H.; Wei, P.; Huang, C. K.; Liu, S. Y.; Fan, K. Q.; Zhou, L.; Liu, Z. M.; Pei, J. F.; Liu, Y., Quaternary structure, substrate selectivity and inhibitor design for SARS 3C-like proteinase. Curr. Pharm. Design. 12 (35), 4555-4564, 2006.
(=>更详细内容请看课题组主页http://mdl.ipc.pku.edu.cn)
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