导师介绍

导师姓名
赵一雷
导师性别男
职务职称教授.
所在院系生命科学技术学院
所属学科生物学
研究方向计算化学生物学生物信息学
联系电话021-34207190
电子邮箱yileizhao@sjtu.edu.cn

个人简介

本科：中国科技大学（1994），硕士：北京大学（1997），博士：香港科技大学（2002）。2002－2005年美国加州大学洛杉矶分校UCLA化学与生物化学系博士后。2005－2009年美国国家标准技术研究所NIST研究员。2005年获INESTfellowship,2009年上海市"东方学者"特聘教授,2010年获上海市浦江人才计划，承担973和863等国家和地方科研项目。长期从事应用计算化学研究，近年来主要研究蛋白质核酸结构和功能、一氧化氮及其衍生物化学与生物化学、DNA硫化学修饰。研究方法涉及结构生物信息学中的第一原理从头计算法、分子动力学模拟、序列分析等。在国内外主流期刊上发表了四十余篇SCI论文。研究成果：近年来主要从事结构生物信息学和计算化学生物学领域的研究，特别是结构-活性相关性的分子机制。主要成果为：１）提出以重复单元结构分析生物高分子的各种Foldamer在蛋白质和核酸高级结构形成中的电耦合作用。相关论文先后发表在《ACR》（影响因子IF：21.8）、《JACS》(IF：9.0)、《JPCC》(IF:4.5)、《PLoSOne》等国际主流杂志上。其中关于天然蛋白质二级结构的电耦合现象的多篇包括《JACS》的论文（被引88、63次，以2012年6月为统计节点，下同），已被《Biopolymer》、《PeptideSolvationandH-Bonds:AdvancesinProteinChemsitry》、《ChemicalReview》等书籍和综述中引用为天然蛋白质高级结构计算范例。近来利用单元结构打分方法研究了DNA硫修饰中的R手性构型对DNA螺旋性的影响，发现了生物系统里专有的Rp-手性硫磷酰化导致B型双螺旋的磷酸单元骨架相对能量升高2到3千卡/摩尔，审稿人指出“thescopeofthestudyisveryinteresting,QMstudiesofNAbackbonearerelativelyrare(astheyaredifficult)andvaluable.”（译文：这一类研究是非常有意思的，对于核酸骨架的量子力学研究是相对少见的（因为难度很高）并有价值的）。2）揭示了以一氧化氮为代表的生物自由基（RNS、ROS）的形成及其相关的蛋白质翻译后修饰等的复杂生化反应分子机理。相关论文发表在《JACS》(IF：9.0)、《AnalyticalChemistry》（IF:5.8）、《JPCC》(IF:4.5)、《InorganicChemistry》（IF:4.3）等SCI期刊杂志上。其中有Peroxinitrite的构象依赖分解产生致命自由基NO2和OH的分子机制的《JPCA》论文（已被引47次）、一氧化氮在疏水环境双聚反应机理《JACS》、富氧条件下亚硝基硫醇（药物）的分解机制《JACS》、蛋白质翻译后修饰硫氮氧化中新型的硫氮氧生物自由基《JACS》、3-vinylmethylenecyclobutane的自由基异构化重排机理《JACS》、一氧化氮导致磷烷聚合反应《InorganicChemistry》、香烟中短寿命的碳自由的计算和实验表征《AnalyticChemistry》、金表面硫醇和双硫醇修饰《JPCC》、吲哚的自由基合成反应机理《JACS》、硫砜橡胶的自由基分解反应机理《Macromolecules》等一系列近20篇学术论文，系统介绍了生物自由基的计算化学生物学算法、应用和验证，为进一步研究复杂生物体系如酶催化氧化反应、蛋白质巯基亚硝化修饰、谷胱甘化、酪氨酸硝基化等生化反应和分子识别提供了基础。最近主持的科研项目：１）“酶动态催化活性中心计算机辅助分子设计技术”上海市科委浦江计划　项目编号：10PJ1405200，2010-2012，25万元，项目负责人２）“酶分子规模化改造计算设计关键技术研究及应用”科技部863计划　项目编号：2012AA020403，2012-2015，357万元，子课题四负责人３）“重要微生物合成与降解代谢的分子机理”国家自然科学基金创新群体　项目编号：30821005，　2009-2012，500万元，计算化学子课题负责人４）“基于量子力学的半经验计算方法的开发以及在化学和生物化学中的应用”教育部留学回国人员基金　项目编号：Z102713,2011-2013,　4万元，项目负责人５）“重要生物化学反应中活性自由基和生物分子的互作与调节关系”教育部博士点新教师基金项目编号Z1025507,2011-2013，3.6万元，项目负责人
代表性论著

(详见http://202.120.45.208:8080/publication.html)40.Zhang,Y-C;Liang,L;Lian,P;Han,Y-W;Chen,Y-F;Bai,L-Q,WangZ-J,Liang,J-D;Deng,Z-X;ZhaoY-L.(2012)TheoreticalStudyonStericEffectsofDNAPhosphorothioation:B-HelicalDestabilizationinRp-PhosphorothioatedDNA.J.Phys.Chem.B,116(35):10639–10648.39.Liang,J;Cheng,SL;Hou,JW;Xu,Z-H;Zhao,Y-L*.(2012)Car-ParinellomoleculardynamicssimulationsofthionitroxideandS-nitrosothiolinthegasphase,methanol,andwater—AtheoreticalstudyofS-nitrosylation.Sci.ChinaChem.,55(10):2081-2088.38.XieX,LiangJ,PuT,XuF,YaoF,YangY,ZhaoYL,YouD,ZhouX,DengZ,WangZ.(2012)PhosphorothioateDNAasanantioxidantinbacteria.Nucl.AcidsRes.40(18):9115-912437.Xu,M.-J.;Liu,X.-J.;Zhao,Y.-L.;Liu,D.;Xu,Z.-H.;Lang,X.-M.;Ao,P.;Lin,W.-H.;Yang,S.-L.;Zhang,Z.-G.;Xu,J.(2012)IdentificationandCharacterizationofanAnti-FibroticBenzopyranCompoundIsolatedfromMangrove-DerivedStreptomycesxiamenensis.MarineDrugs10,639-654.36.Li,YQ;Du,XL;Lu,ZJ;Wu,DQ;Zhao,YL;Ren,B;Huang,JF;Huang,XQ;Xu,YH;Xu,YQ.(2011)“RegulatoryFeedbackLoopofTwophzGeneClustersthrough5′-UntranslatedRegionsinPseudomonassp.M18”.PLoSONE6(4):e19413.doi:10.1371/journal.pone.0019413.34.Schulz,P.;Zangmeister,C.D.;Zhao,YL;Frail,P.R.;Saudari,S.R.;Gonzalez,C.A.;Kagan,C.R.;Wuttig,M.;vanZee,R.D.(2010)“ComparisonoftheEnergy-levelAlignmentofThiolateandCarbodithiolate-BoundSelf-AssembledMonolayersonGold”.J.Phys.Chem.C,114(48),20843–20851.33.Zhao,YL*;Meot-Ner,M.;Gonzalez,C.(2009)“IonicHydrogenBondNetworksandIonSolvation1.AnEfficientMonteCarlo/QuantumMechanicalMethodforStructuralSearchandEnergyComputations:Ammonium/Water”,J.Phys.Chem.A,113(12),2967-2974.32.Zhao,YL*;Flora,J.W.;Thweatt,W.D.;Garrison,S.L.;Gonzalez,C.;Houk,K.N.;Marquez,M.(2009)“PhosphinePolymerizationbyNitricOxide:ExperimentalCharacterizationandTheoreticalPredictionsofMechanism”,InorganicChemistry,48(3),1223-1231.31.Bartalis,J.;Zhao,YL,Flora,J.W.;Paine,J.B.;Wooten,J.B.(2009)“Carbon-CenteredRadicalsinCigaretteSmoke:AcylandAlkylaminocarbonylRadicals”,AnalyticalChemistry,81(2),631-641.30.Penoni,A.;Palmisano,G.;Zhao,YL;Houk,K.N.;Volkman,J.;Nicholas,K.M.(2009)“OntheMechanismofNitrosoarene-AlkyneCycloaddition”,J.Am.Soc.Chem.131(2),653-661.29.Wu,Y.-D.;Han,W.;Wang,D.-P.;Gao,Y.;Zhao,YL.(2008)“TheoreticalAnalysisofSecondaryStructuresofbeta-Peptides”,AccountsofChemicalResearch,41,1418－1427.28.Zhao,YL;Laufer,A.H.;Halpern,J.;Fahr,A.(2007)“HydrogenMigrationandVinylidenePathwayforFormationofMethaneinthe193nmPhotodissociationofPropene;CH3CH=CH2andCD3CD=CD2”,JournalofPhysicalChemistryA.111,8330-8335.27.DeChancie,J.;Clemente,F.R.;Smith,A.J.T.;Gunaydin,H.;Zhao,Y.-L.;Zhang,X.;Houk,K.N.(2007)“HowSimilarareEnzymeActiveSiteGeometriesDerivedfromQuantumMechanicalTheozymestoCrystalStructuresofEnzyme-inhibitorComplexes?ImplicationsforEnzymeDesign”,ProteinScience,16,1851-1866.26.Zhao,YL*;Garrison,S.L.;Gonzalez,C.;Thweatt,W.D.;Marquez,M.(2007)“N-NitrosationofAminesbyNO2andNO:aTheoreticalStudy”,JournalofPhysicalChemistryA.111,2200-2205.24.Zhao,YL;Suhrada,C.P.;Jung,M.E.;Houk,K.N.(2006)“TheoreticalInvestigationoftheStereoselectiveStepwiseCopeRearrangementofa3-Vinylmethylenecyclobutane”J.Am.Chem.Soc.128(34);11106-11113.23.Zhao,YL;Houk,K.N.(2006)“Thionitroxides,RS-NH-O●:TheStructureoftheSNOMoietyin"S-Nitrosohemoglobin",APossibleNOReservoirandTransporter”,J.Am.Chem.Soc.128(5),1422-1423.