中国科学院上海有机所 生命有机化学国家重点实验室 www.sioc-ccbg.ac.cn
生命有机化学国家重点实验室是国家八十年代中期筹建的第一批国家重点实验室之一。1988年论证建设计划,1989年开始建设,1990年经中科院批准边建设边开放,1991 年12月验收,1992年正式开放运行,1995年评估后进行了再建设,更新了设备,进一步明确了实验室的方向,并作了相应的组织调整。本届学术委员会和室主任任期至2000 年初。1999年7月进行了评估。2004年3月再一次进行了评估。
化学生物学:
化学生物学 (或化学基因学) 是一门后基因组时代的新兴交叉学科,其主要内涵是利用化学手段来了解生物大分子的功能,在分子水平上深入研究生命体系的过程和调控。其中,从天然化合物和化学合成的一些“类药”分子中发现对生物体的生理过程具有选择性调控作用的小分子,并以这些生物活性小分子作为探针或研究工具,研究它们与生物靶分子之间的相互识别和信息传递机理是目前化学生物学领域的一个重要内容。从长远的应用前景分析,这样的研究可以在两个重要方面促进未来新药的开发:一方面,研究过程中鉴定出来的在某种疾病形成过程中起重要作用的基因或蛋白质可以被发展为药物筛选的新靶点;另一方面,其发展的选择性地作用于某个基因或蛋白质的小分子化合物可以成为新药发现的先导化合物。因此,这类研究不仅具有重要的学术意义,也会产生深远的社会影响。
中国科学院上海有机化学研究所在“知识创新全面推进阶段”,在人口与健康、新材料和资源与环境等三个关系到国家需求的重要科学领域做出了重点方向性部署,力图解决这些领域内的一些相关的重要的科学与技术问题。在人口与健康领域,有机所集结传统的天然产物化学、生物有机化学与生物物理有机化学的相关课题,重点建设化学生物学 (或化学基因学) 这一重要的交叉学科,并期望成为未来有机所持续发展的一个主要新兴领域。生命有机化学国家重点实验室作为有机所的一个重要组成部分,显然可以在这个领域发挥重要的作用。因此,实验室根据本领域发展的国际动向,以及国家和有机所对我们的要求,进行了适当的定位,并凝练了研究方向,力求在这个领域做出具有国际水平的成绩。
国内外相同学科领域实验室的地位和作用,在国家科技发展中的作用:
在过去的几年里,生命有机化学国家重点实验室利用依托单位完善的科研条件,通过科研人员的努力,做出了一些可喜的成绩。许多结果在国际上有一定的影响。例如在一些具有抗癌、抗炎和抗疟等生物活性的复杂天然产物的全合成,结构-活性关系,及其作用机制研究方面;在部分生命体系小分子调节剂的研究方面;在有机合成方法学研究,如铜催化的杂原子与芳基卤代物的偶联反应和新的多肽偶联试剂研究方面,为国际同行多次引用和应用。实验室这些方面的工作进展,除了可以提高我国在化学生物学、合成化学、天然产物化学等方面的研究水平以外,也可以为国家的新药发展提供先导化合物,为我国的医药化工工业提供技术支持,部分成果和技术已成功应用于与企业合作的新药研发。
加强与生物科学家的合作:
我们采取了“请进来,走出去”的方式,加强了与生物家的合作,深入开展了化学生物学的研究,并取得诸多成果。
首先,围绕本室的研究方向,我们建设了自己的研究队伍和研究平台。我们通过中国科学院“百人计划”,引进了刘文、唐功利两位从事分子生物学和生物催化方面研究的人才建立新的课题组。建立了生物合成的研究平台,用于具有重要生物活性的复杂天然产物的生物合成研究。我们通过中国科学院“海外知名学者创新团队”计划,引进了哈佛大学医学院袁钧瑛教授等六位从事分子生物学、细胞生物学和分子药理学研究的人才参与实验室的化学生物学研究工作,建立了化学生物学研究所需的细胞和分子生物学研究平台。建立了新型的细胞和受体筛选模型来寻找对肿瘤细胞具有促凋亡活性的小分子,并对活性小分子的作用机理加以深入的研究。除了不定期的、频繁的学术讨论,我们还采取1(室内导师)+1(国外导师)合作培养研究生的方式开展具体课题的深入研究,使化学和生物学成为完成一个课题不可或缺的内容。
另一方面,根据课题进展的需要,实验室成员加强了与国内科学家的紧密合作。如我们与中科院上海生命科学研究院的裴刚院士、吴家睿、耿建国、丁健、赵国屏等教授在趋化因子受体拮抗剂、皂甙OSW-1和番荔枝内酯的抗肿瘤机理、抗炎寡糖以及微生物基因克隆等课题的合作研究,共同承担了多项973和863项目。与复旦大学黄仲贤教授在细胞色素的结构和功能方面的合作研究获得了国家自然科学二等奖。其它的合作,如与美国裴端卿教授和清华大学饶子和教授在SARS水解酶抑制剂的合作;与美国马里兰大学王来曦教授在白黎芦醇代谢产物的合成;与香港中文大学冯国培教授在抗肿瘤皂甙方面的合作;与二军大易杨华教授在海洋天然产物方面的合作等都有合作论文发表或即将发表。
有目标地重点攻关:
我们通过研究方向的凝练和研究队伍的优化聚集,目前已经形成了以“化学生物学导向的有机合成”和“细胞凋亡的化学基因学研究”两个相辅相成的研究方向,并由此建立了两个研究团队,分别获得了国家自然科学基金委员会“创新研究群体”和中国科学院“海外知名学者创新团队”计划的资助。在“化学生物学导向的有机合成”方面,我们已取得一些可喜的成果,在国际上率先完成了一批具有重要生理活性的复杂天然产物的合成,如抗肿瘤皂甙OSW-1,具有抗真菌和抗癌活性的海洋天然产物Microsclerodermin E 、抗炎活性的海洋天然产物Cyclomarin C、具有抗结膜炎作用的Martinellic acid等;比较详细研究了抗癌活性番荔枝内酯的结构-活性关系和抗疟药物青蒿素的作用机制;发现了一些作用于代谢型谷氨酸受体、蛋白激酶C、基质金属蛋白酶等生物大分子的选择性小分子调节剂等。在“细胞凋亡的化学基因学研究”方面,我们已经开展了作用于细胞凋亡的主要通路的选择性小分子调节剂发现,以及以它们为工具寻找在此通路中起重要作用的未知的生物大分子的工作,目前的进展良好并已有一些好的结果。这些工作亦形成了我们下一个5年中重点攻关的基础。
新生力量的引进和培养:
在过去五年里我们通过中国科学院“百人计划”,引进了姚祝军、刘文、唐功利三位优秀年轻人才回国作为课题负责人参加实验室的工作。俞飚和伍贻康研究员先后获得了国家杰出青年基金的资助。同时,我们正在有计划地引进两位从事结构生物学方面的人才,以加强我室的学科建设和完成下一个5年的新老交替。此外,在一般研究人员的引进方面,也注意了学科的相互交叉,以适应实验室发展的需要。
在过去5年里,生命有机国家重点实验室在科技部、国家自然科学基金委员会、中国科学院、上海市科委以及依托单位上海有机化学研究所的大力支持下,经过全体科研人员的努力,做出了一些在国际上有一定影响的成绩。共发表论文525篇,其中在Acc. Chem. Res., PNAS, Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc.等影响因子大于5的杂志上发表论文10篇,在影响因子为3到5之间的杂志上发表论文为76篇,在影响因子为23之间的杂志上的论文为131篇。同时也申请了60多项专利,获得专利授权24项。