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计算化学家黄牛:我对什么感兴趣就做什么

归档日期:07-05       文本归类:化学估算      文章编辑:爱尚语录

  黄牛个子很高。当初被戏称“拉高北生所平均身高”的他,如今也成为北生所的一颗学术新星,在计算化学和生物学的交叉领域独树一帜。

  “传统的创新药物研发是通过对大量化合物进行实验筛选,找到有活性的药物先导化合物。计算化学手段则是基于物理学原理来‘虚拟筛选’出能够结构和性质上匹配药物靶标的小分子药物候选物。”黄牛说,一些大的制药公司通常都有几百万甚至上千万个化合物库,利用实验筛选寻找药物的源头化合物的过程费时费力,而计算化学则改变了这一模式,将极大提高新药开发的效率。

  正因此,从上世纪80年代开始,研究人员开始尝试将计算化学应用于生物医学领域。但这项研究在上世纪90年代进入小高潮后就进展缓慢,因为“理想很丰满,现实很骨感”,要算得准并非易事。

  “截至目前,物理学理论中最准确的量子力学模型,也只能用来精确计算小分子化合物的结构和性质,而药物靶点通常是生物大分子,要实现在原子层次上的准确描述,是非常困难的。”黄牛说。

  近年来,计算机科学技术的飞速发展带来计算能力的迅猛增长,计算化学在生物医药领域的应用又重新成为热点。学物理出身的黄牛大学毕业后“阴差阳错”到医科院药物所工作,其间同新药研发结下不解缘分,随后在美国马里兰大学巴尔的摩分校攻读药学博士学位,主攻方向是计算化学,后来又去加州大学旧金山分校药物化学系进行博士后研究,开发药物靶标和配体小分子之间相互作用的计算方法。

  2007年底,他回国担任北生所实验室主任。实验室的主要研究方向是发展和应用计算化学方法,研究生命现象中分子之间的相互作用架起基础研究与新药创制之间的桥梁。

  “面试时我印象最深刻的是晓东对所里几位老PI的介绍,不和这样的人共事我还要和什么样的人一起?而且晓东当时描述的北生所的未来真的让人热血沸腾。”黄牛说,很幸运,北生所确实给他的职业生涯打开了一片全新的天地。

  对于计算化学家黄牛来说,北生所给他最好的资源是生命科学领域的大牛们都在这里,而且提供了很好的实验平台。“计算的结果是否准确需要实验去验证,我的博士导师当时就很想建立自己的一套实验体系,但是很难,他们只能通过协作的方式去完成。”黄牛说,由于研究目的不同,这种协作更多时候是去“求着”别人帮忙验证。

  “但在北生所就不一样了,这里有很好的实验平台,我对什么感兴趣就做什么,而且其他人都是做实验的,我有什么不会的随时可以请教他们,并且同所里志同道合的实验室建立起了深厚的合作和友谊。”黄牛笑着说,虽然一开始也很挫折,但他的转变还算顺利。

  “我是做计算的,生命科学领域什么是重点,我完全不知道。在这里,我更容易接触到最前沿的研究和更有意义的事情。”黄牛说。

  黄牛实验室的显著成果之一,是利用其开发的虚拟筛选方法,在肥胖相关的代谢类疾病的治疗方面开发的首创性小分子候选药物,已在临床前实验研究中表现良好的药效、药代和毒理学性质,具备向临床转化的潜力。

  “这项研究其实是所里的同事最先把这个蛋白靶点的晶体结构解析出来,发表在顶级科学期刊《自然》上,然后我们就开始考虑能不能基于这个蛋白的结构算出候选药物。”黄牛说。

  另一个例子是,在北京大学饶毅教授的建议下,黄牛实验室以计算模拟为主导,寻找到一类全新结构的五羟色胺2B受体拮抗剂,这类小分子有望成为一种全新的肠道疾病新药。

  “我们总共实验测试了不到30个化合物,其中仅合成了10个新化合物,就确定了有较好成药性的治疗肠易激综合征的新药候选物,体现了计算科学引领药物分子设计的显著优势,并且这个项目得到了北京市科技计划的资金支持。”黄牛说。

  超出黄牛回国时预期的还有,他的研究成果有望真正转化成新药。目前,以他的专利技术为主导,主要来完成新药开发后期工作的公司已于2014年成立,如果这两种药物(治疗代谢类疾病或肠道疾病)中的任何一个能够顺利上市,都将实现计算化学主导的新药研发领域零的突破。“我当然希望能成功,就像晓东说的,一个科研人员,如果研究成果能够救了人,可能其他方面也就别无所求了。”黄牛很谨慎,“但创新药物开发的成功率毕竟只有1%,我们只能说尽最大努力。”

  公司如今牵扯黄牛的一部分精力。“大部分前期的沟通包括融资都由晓东带着做的。我们现在正在物色合适的人选来运营公司,前期主要是研发团队在做,以后则需要一个商业团队来运营,我希望我作为一个公司创始人能慢慢退出,继续把重心放到自己喜欢的科研上来。”黄牛说。

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