教授-吉林大学理论化学计算实验室

教授

郑清川
职  称:
教授,博士生导师
专  业:
物理化学
研究方向:
计算生物学与药物设计
主  页:
Home URL
联系方式
电 话:
+86-431-88498966
邮 箱:
zhengqc@jlu.edu.cn
办公室:
吉林大学前卫北区科技楼306
实验室:
吉林大学前卫北区科技楼309/311
个人简历

主要学习与工作经历:

1997-2001 吉林大学化学系                  化学专业 获学士学位
2001-2006 吉林大学理论化学研究所    物理化学专业 获博士学位
2006-2008 吉林大学理论化学研究所    讲  师
2008-2009 吉林大学理论化学研究所    副教授 硕士研究生指导教师
2009-至今 吉林大学理论化学研究所     教  授 博士研究生指导教师
2010-2011 香港大学                             访问学者

承担教学任务:

硕士研究生课程:量子力学
博士研究生课程:复杂生物体系的计算机模拟

承担项目:

与酗酒毒害性相关的细胞色素CYP2E1蛋白酶催化反应机理及动力学的理论研究(国家自然科学基金面上项目)
GSTP1酶类的作用机理及其抑制剂设计的理论研究(国家自然科学基金青年项目)
蛋白质结构与功能及分子间相互作用的理论研究(教育部博士点专项基金)
2014年吉林大学优秀青年教师培养计划(精英培养阶段)
2013年吉林大学国家杰出(优秀)青年科学基金后备人选培育计划
研究兴趣
本课题组主要从事生物大分子稳定化的理论探索;蛋白构象与功能的调控机制;计算机辅助药物设计;酶催化反应的微观机制等方面的研究工作。在细胞色素P450 酶类、葡萄糖转运蛋白、酪氨酸激酶、丝氨酸蛋白酶等多种蛋白的结构预测、催化反应机理、小分子抑制剂设计等方面做了一系列的研究工作,发表 SCI 检索论文 100余篇,在国际权威期刊撰写邀请综述论文 2 篇。主要研究工作介绍如下:

(一)蛋白与核酸的相互作用

蛋白质-核酸之间的相互作用属于生物大分子之间的作用,具有特殊的复杂性,是生命科学领域的一个难点。由于涉及到遗传信息的转录与翻译,因而它对于生物的遗传、进化、发育都具有重要意义。在医学领域中,蛋白质与核酸之间的相互作用与人类多种遗传疾病,甚至癌症密切相关。本课题组利用分子模拟手段研究多种蛋白与DNA、RNA之间的结合方式,揭示两者的具体作用模式,为进一步的实验研究和医学应用提供新的理论线索。(Molecular biosystems 2016, 12(1), 76-84;Biopolymers 2014, 101(8), 849-860(封面论文);Journal of Physical Chemistry B 2012,116(41), 12415-12425;et al.)





(二)蛋白质的结构-功能关系研究

蛋白质是生物功能的主要载体,表现为催化、调节、转运、贮存、运动、结构组件、进攻和防御等。这些特定的生物学功能是与蛋白分子的特定结构密切相关的,因此蛋白的功能取决于以一级序列为基础的空间结构。对蛋白结构-功能关系的研究是蛋白质研究的核心。本课题组利用分子模拟和量子力学等方法研究蛋白质的结构对功能的影响,为深化认识蛋白质的生理角色提供理论指导。(Journal of chemical information and modeling 2016,56(8), 1539–1546(封面论文);Biochimica et Biophysica Acta 2015, 1848(10), 2013-2021;et al).




(三)酶催化反应机理的研究

酶对底物的催化以高效性和专一性为特点,这不仅在化学和生物学领域具有极大的理论意义,同时在工业生产中也显示出巨大的经济价值。但当前的实验手段在研究酶催化机制方面存在着巨大的不足——无法深入揭示具体的催化反应历程,严重限制了人们对酶催化本质的理解和认识。本课题组主要从理论层面探索酶催化机理,为相关研究提供有力的支撑和引导。(RSC Advances 2016, 6(94), 91852-91859;RSC Advances 2015,5(124),102284-102293;Dalton Transaction 2014, 43(39), 14833-14840;Physical Chemistry Chemical Physics 2014, 16(9), 3946-3954;et al.)




(四)计算机辅助药物设计

药物是人类预防和治疗疾病,提高生活质量的必需品。与传统药物设计相比,计算机辅助的合理药物设计避免了盲目性和偶然性,同时具有周期短、成本低、上市快等优点,因而引起人们的广泛重视。目前已经逐渐发展成为一门新的科学。本课题组综合运用多种理论手段,建立已知受体与相关药物分子的相互作用模型,揭示两者的具体作用方式,设计潜在药物分子,为新药研发提供理论依据。(Chemistry A European Journal 2013, 19(2), 549-557;Computational Biology and Chemistry 2011, 35(1), 50-56;et al.)





(五)理论与实验结合的相关研究工作

结合蛋白质结构测定与分子模拟技术,系统研究anti-EGFR分子机制,对灵芝免疫调节蛋白进行了改造,所获得的多个突变体蛋白显示出非常显著的抗肿瘤药效。特别是在以病人组织为直接治疗目标的PDX模型上表现出对EGFR高表达的肝癌类极强的治疗作用。(Journal of Chromatography A 2016, 1463, 81-89)
纳米药物设计新策略的研究工作,提出纳米药物自组装的新机制:二硫键诱导纳米药物自组装。(Nano Letters 2014, 14(10), 5577-5583)
荣誉奖励
长春市第五批有突出贡献专家
2015淮上英才计划
代表性论文
1.Zhuang C-B, Zheng Q-C*. QM/MM calculations and MD simulations of acetolactate decarboxylase to reveal substrate R/S-acetolactate binding mode and stereoselective catalytic mechansim[J]. RSC Advances, 2016, 6(94): 91852-91859.
2.Wang Q, Zheng Q-C*, Zhang H-X*. Exploring the mechanism how AF9 recognizes and binds H3K9ac by molecular dynamics simulations and free energy calculations[J]. Biopolymers, 2016, 105(11): 779-786.
3.Niu R-J, Zheng Q-C*, Zhang H-X. Molecular basis of the recognition of FMN by a HAD phosphatase TON_0338[J]. Journal of Molecular Graphics and Modelling, 2016, 69: 17-25.
4.Li X-X, Wang Y, Zheng Q-C*, Zhang H-X. Detoxification of 1-methyl-4-phenyl-1, 2, 3, 6-tetrahydropyridine (MPTP) by cytochrome P450 enzymes: A theoretical investigation[J]. Journal of Inorganic Biochemistry, 2016, 154: 21-28.
5.Li W-K, Zheng Q-C*, Zhang H-X. Exploring the mechanism of how tvMyb2 recognizes and binds ap65-1 by molecular dynamics simulations and free energy calculations[J]. Molecular BioSystems, 2016, 12(1): 76-84.
6.Dai L, Li W, Sun F, Li B-Z, Zhang H-X*, Zheng Q-C*, Liang C-Y*. A strategy of designing the ligand of antibody affinity chromatography based on molecular dynamics simulation[J]. Journal of Chromatography A, 2016, 1463: 81-89.
7.Zhang Y-L, Zheng Q-C*, Zhang J-L, et al. Insights into the epimerization activities of Ra CE and pAGE: the quantum mechanics/molecular mechanics simulations[J]. RSC Advances, 2015, 5(124): 102284-102293.
8.Fan X-T, Wang L, Luo Q, Zhao L-L, Xu J-Y*, Zheng Q-C*. Construction of giant branched nanotubes from cyclodextrin-based supramolecular amphiphiles[J]. Chemical Communications, 2015, 51(30): 6512-6514.
9.Cui Y-L, Zheng Q-C*, Zhang J-L, Zhang H-X*. Molecular basis of the recognition of arachidonic acid by cytochrome P450 2E1 along major access tunnel[J]. Biopolymers, 2015, 103(1): 53-66.
10.Cui Y-L, Xue Q, Zheng Q-C*, et al. Structural features and dynamic investigations of the membrane-bound cytochrome P450 17A1[J]. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Biomembranes, 2015, 1848(10): 2013-2021.
11.Chen L, Zheng Q-C*, Zhang H-X. Insights into the effects of mutations on Cren7–DNA binding using molecular dynamics simulations and free energy calculations[J]. Physical Chemistry Chemical Physics, 2015, 17(8): 5704-5711.
12.Xue, Q, Zheng, Q-C*, Zhang, J-L, Cui, Y-L & Zhang, H-X. Exploring the Mechanism How Marburg Virus VP35 Recognizes and Binds dsRNA by Molecular Dynamics Simulations and Free Energy Calculations[J]. Biopolymers, 2014, 101(8): 849-860.(封面文章)
13.Xue, Q, Zheng, Q-C*, Zhang, J-L, Cui, Y-L, Chu, W-T & Zhang, H-X*. Mutation and low pH effect on the stability as well as unfolding kinetics of transthyretin dimer[J]. Biophysical Chemistry, 2014, 18: 8-15.
14.Wang, Y-J, Liu, D, Zheng, Q-C, Zhao, Q, Zhang, H-J, Ma, Y, Fallon, J-K., Fu, Q, Haynes, M.T., Lin, G., Zhang, R., Wang, D., Yang, X., Zhao, L., He, Z. & Liu, F. Disulfide Bond Bridge Insertion Turns Hydrophobic Anticancer Prodrugs into Self-Assembled Nanomedicines[J]. Nano Letters, 2014, 14(10): 5577-5583.
15.Li, X-X. Zheng, Q-C*, Wang, Y*& Zhang, H-X. Theoretical insights into the reductive metabolism of CCl4 by cytochrome P450 enzymes and the CCl4-dependent suicidal inactivation of P450[J]. Dalton Transactions, 2014, 43(39): 14833-14840.
16.Zhang, J-L, Zheng, Q-C*, Chu, W-T & Zhang, H-X. Drug Design Benefits from Molecular Dynamics: Some Examples[J]. Current Computer-Aided Drug Design, 2013, 9(4): 532-546.(邀请综述)
17.Xue, Q, Zhang, J-L, Zheng, Q-C*, Cui, Y-L, Chen, L, Chu, W-T & Zhang, H-X*. Exploring the Molecular Basis of dsRNA Recognition by Mss116p Using Molecular Dynamics Simulations and Free-Energy Calculations[J]. Langmuir, 2013, 29(35): 11135-11144.
18.Cui, Y-L, Zheng, Q-C*, Zhang, J-L, Xue, Q, Wang, Y & Zhang, H-X*. Molecular Dynamic Investigations of the Mutational Effects on Structural Characteristics and Tunnel Geometry in CYP17A1[J]. Journal of Chemical Information and Modeling, 2013, 53(12): 3308-3317.(封面文章)
19.Cui, Y-L, Zhang, J-L, Zheng, Q-C*, Niu, R-J, Xu, Y, Zhang, H-X* & Sun, C-C. Structural and Dynamic Basis of Human Cytochrome P4507B1: A Survey of Substrate Selectivity and Major Active Site Access Channels[J]. Chemistry-a European Journal, 2013, 19(2): 548-556.
20.Chu, W-T & Zheng, Q-C*. Conformational Changes of Enzymes and DNA in Molecular Dynamics: Influenced by pH, Temperature, and Ligand in Dynamics of Proteins and Nucleic Acids[J]. KarabenchevaChristova, T, 2013, 92: 179-217.(邀请综述)