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【科学讲座】江涛:结构生物学与药物研发

图、文/杨禧龙

       4月1日晚七点,国科大岗位教授、杰青、中科院生物物理所研究员江涛老师为同学们带来了主题为“结构生物学与药物研发”的科学前沿讲座。

       讲座伊始,江老师首先为大家介绍了结构生物学领域的研究内容,即以生物大分子三级结构为确定手段、研究生物大分子的结构和功能关系。接着,江老师举出新冠病毒蛋白晶体结构解析的例子说明结构生物学能够指导药物设计用以治疗疾病。

       江老师提到,目前结构生物学的主要研究手段为X射线晶体学方法、冷冻电镜、核磁以及成像技术,其中强调了冷冻电镜方法在蛋白质结构解析中的优势。不同于X射线晶体学方法,用于冷冻电镜解析的样本不需要结晶过程,分子量可以很大并且构象条件可以不均一,因此该技术大大简化了实验流程。

       随着技术的进步,结构生物学的研究手段有了新的发展。如,自由电子激光时间分辨技术已能够实现获取生物大分子构象随着时间而变化的信息;冷冻电镜原位技术是下一个结构生物学突破方向,未来可能能够用于分析光波、磁场等因素如何影响蛋白质的三维结构;人工智能AlphaFold2手段仅通过蛋白质的氨基酸序列便可以高精度地确定其3D结构。

       接着江老师分别从小分子药物、细胞药和蛋白药等方面为同学们展示了结构生物学在药物领域中所发挥的重要影响,如中药合成酶通路的研究对于中药药物合成具有重大意义。

       讲座的最后,江老师与同学们分享了他的科研感悟,“生命科学研究是一项神奇且面向未来的工作。通过研究生命现象,我们能够零距离地感受到生物大分子结构的精细巧妙及生命现象神奇的有序性。”江涛老师的精彩报告使同学们对结构生物学与药物研发拥有了初步的认识和了解,也极大程度地激发了同学们对生命科学领域问题的探索欲望和兴趣。