赵一雷 的个人介绍页
赵一雷
赵一雷
教授
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个人简历

2002年4月 香港科技大学 博士学位
1997年6月 北京大学 硕士学位
1994年6月 中国科技大学 学士学位
2002年10月-2005年9月 美国加州大学洛杉矶分校 UCLA 博士后访问学者 Postdoctoral Scholar
2005年10月-2009年4月 美国国家标准技术研究所 NIST 外国研究员 Foreign Researcher
2009年5月-至今 上海交通大学 “东方学者”特聘教授 生物信息与生物统计系博士生导师、副系主任 计算化学与分子生物信息学课题组组长 微生物代谢国家重点实验室成员

主要从事计算化学、计算生物学和结构生物信息学的研究,在ACR(IF:21.8)、JACS(IF:9.02)等国际主流期刊上发表了关于蛋白质二级结构理论研究、一氧化氮化学与生物化学等领域的多篇学术论文,影响因子总和超过150, SCI引用超过500次,H因子13。美国化学会ACS、中国化学会CCS、美国物理学会APS、美国科学促进会AAAS会员,2005年UCLA优秀博士后研究奖获得者,2005-2007年度美国交叉学科创新研究(INEST)Fellowship获得者,2010年上海市“东方学者”特聘教授,2011年上海市浦江人才计划。担任和等杂志编委,全国化工节能(减排)中心专委会委员。

研究方向

主要研究方向:
1) DNA、RNA、蛋白质高级结构的理论研究;
2) 多分子主客体复合物、蛋白质-蛋白质复合物等超分子体系中的分子识别机制;
3) 复杂化学反应机理和酶反应动力学研究;
4) 结构生物信息学软件和数据库开发。

发表论文

2012
40. Chen, D..; Lu, Y.; Tang, H.; Zhang, Z.; Shen, K.; Zhang, Y.; Wang, L.; Lin, K.; Sun, C.; Zhao, Y.-L.;* Wu*,G.; Xu, P.* Structural and computational studies of the maleate isomerase Iso from Pseudomonas putida S16 reveal a breathing motion wrapping the substrate inside, PLoS Biology submitted

39. Liang, J.; Cheng S.; Hou J.; Xu Z.; Zhao, Y.-L.* (2012) The CPMD Simulation of Thionitroxide and S-Nitrosothiol in the Gas Phase, Methanol, and Water – A Theoretical Study of S-Nitrosylation. Science China Chemistry accepted.

38. Xie, X.; Liang, J.; Pu, T.; Xu, F.; Yao, F.; Yang, Y.; Zhao, Y.-L.; You, D.; Zhou, X.; Deng, Z.;* Wang, Z.* (2012) Phosphorothioate DNA as an antioxidant in bacteria. Nucleic Acids Research 1-10 doi:10.1093/nar/gks650.

37. 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) Identification and Characterization of an Anti-Fibrotic Benzopyran Compound Isolated from Mangrove-Derived Streptomyces xiamenensis. Marine Drugs 10, 639-654.

2011
36. Li, YQ; Du, XL; Lu, ZJ; Wu, DQ; Zhao, Y.-L.; Ren, B; Huang, JF; Huang, XQ; Xu, YH; Xu, YQ.(2011) Regulatory Feedback Loop of Two phz Gene Clusters through 5’-Untranslated Regions in Pseudomonas sp. M18 PLoS ONE 6(4): e19413. doi:10.1371/journal.pone.0019413 .

2010
35. Li, X.-L.; Xu, M.-J.; Zhao, Y.-L.; Xu. J. (2010) A Novel Benzo[f][1,7] Naphthyridine Produced by Streptomyces Albogriseolus from Mangrove Sediments. Molecules, 15(12), 9298-9307.

34. Schulz, P.; Zangmeister, C. D.; Zhao, Y.-L.; Frail, P. R.; Saudari, S. R.; Gonzalez, C. A.; Kagan, C. R.; Wuttig, M.; van Zee, R. D. (2010) Comparison of the Energy-level Alignment of Thiolate and Carbodithiolate-Bound Self-Assembled Monolayers on Gold. J. Phys. Chem. C, 114 (48), 20843–20851.

2009
33. Zhao, Y.-L.*; Meot-Ner, M.; Gonzalez, C. (2009) Ionic Hydrogen Bond Networks and Ion Solvation 1. An Efficient Monte Carlo / Quantum Mechanical Method for Structural Search and Energy Computations: Ammonium/Water. J. Phys. Chem. A, 113(12), 2967-2974.

32. Zhao, Y.-L.*; Flora, J. W.; Thweatt, W. D.; Garrison, S.L.; Gonzalez, C.; Houk, K.N.; Marquez, M. (2009) Phosphine Polymerization by Nitric Oxide: Experimental Characterization and Theoretical Predictions of Mechanism. Inorganic Chemistry 48(3), 1223-1231.

31. Bartalis, J.; Zhao, Y.-L.; Flora, J. W.; Paine, J. B.; Wooten, J. B. (2009) Carbon-Centered Radicals in Cigarette Smoke: Acyl and Alkylaminocarbonyl Radicals. Analytical Chemistry, 81(2), 631-641.

30. Penoni, A.; Palmisano, G.; Zhao, Y.-L.; Houk, K. N.; Volkman, J.; Nicholas, K. M. (2009) On the Mechanism of Nitrosoarene-Alkyne Cycloaddition. J. Am. Soc. Chem. 131(2), 653-661.

2008
29. Wu, Y.-D.; Han, W.; Wang, D.-P.; Gao, Y.; Zhao, Y.-L. (2008) Theoretical Analysis of Secondary Structures of beta-Peptides. Accounts of Chemical Research, 41, 1418-1427.

2007
28. Zhao, Y.-L.; Laufer, A.H.; Halpern, J.; Fahr, A. (2007) Hydrogen Migration and Vinylidene Pathway for Formation of Methane in the 193 nm Photodissociation of Propene; CH3CH=CH2 and CD3CD=CD2. J. Phys. Chem. A, 111, 8330-8335.

27. DeChancie, J.; Clemente, F. R.; Smith, A. J. T.; Gunaydin, H.; Zhao, Y.-L.; Zhang, X.; Houk, K. N. (2007) How Similar are Enzyme Active Site Geometries Derived from Quantum Mechanical Theozymes to Crystal Structures of Enzyme-inhibitor Complexes? Implications for Enzyme Design. Protein Science, 16, 1851-1866.

26. Zhao, Y.-L.*; Garrison, S.L.; Gonzalez, C.; Thweatt, W.D.; Marquez, M. (2007) N-Nitrosation of Amines by NO2 and NO: a Theoretical Study. J. Phys. Chem. A, 111, 2200-2205.

2006
25. Edwards, N.; Helgeson, R.; Zhao, Y.-L.; Houk, K. N. (2006) Pyridine-based Cavitands for Acid and Carboxylate Recognition. Molecular Crystals and Liquid Crystals, 456, 175-192.

24. Zhao, Y.-L.; Suhrada, C. P.; Jung, M. E.; Houk, K. N. (2006) Theoretical Investigation of the Stereoselective Stepwise Cope Rearrangement of a 3-Vinylmethylenecyclobutane. J. Am. Chem. Soc. 128 (34); 11106-11113.

23. Zhao, Y.-L.; Houk, K. N. (2006) Thionitroxides, RS-NH-O: The Structure of the SNO Moiety in "S-Nitrosohemoglobin", A Possible NO Reservoir and Transporter. J. Am. Chem. Soc. 128(5), 1422-1423.

2005
22. Zhao, Y.-L.; Jones, W. H.; Monnat, F., Wudl, F.; Houk, K. N. (2005) Mechanisms of the Thermal Decomposition of Polysulfone: A DFT and CBS-QB3 study. Macromolecules, 38(24); 10279-10285.

21. Zhao, Y.-L.; McCarren, P.R.; Houk, K. N.; Choi, BY; Toone, E. J. (2005) Nitrosonium-Catalyzed Decomposition of S-Nitrosothiols in Solution: A Theoretical and Experimental Study. J. Am. Chem. Soc. 127(31), 10917-10924.

20. Palmer L. C.; Zhao, Y.-L.; Houk, K. N. Rebek, J. Jr. (2005) Diastereoselection of Chiral Acids in a Cylindrical Capsule. Chem. Comm., 29, 3667-3669.

19. Zhao, Y.-L.; Bartberger, M.D.; Goto, K.; Shimada, K.; Kawashima, T; Houk, K. N. (2005) Theoretical Evidence for Enhanced NO Dimerization in Aromatic Hosts: Implications for the Role of the Electrophile (NO)2 in Nitric Oxide Chemistry. J. Am. Chem. Soc. 127(22), 7964-7965.

2004
18. Zhao, Y.-L.; Houk, K. N.; Rechavi, D.; Scarso, A.; Rebek, J. Jr. (2004) “Equilibrium Isotope Effects as a Probe of Nonbonding Attractions. J. Am. Chem. Soc. 126(37), 11428-11429.

17. Zhao, Y.-L.; Houk, K. N.; Olson, L. P. (2004) Mechanisms of Peroxynitrous Acid and Methyl Peroxynitrite, ROONO (R = H, Me), Rearrangements: A Conformation-Dependent Homolytic Dissociation. J. Phys. Chem. A, 108(27), 5864-5871.

2002
16. Zhao, Y.-L.; Wu YD. (2002): A Theoretical Study on b-Sheet Models: Is the Formation of Hydrogen Bond Network Cooperative? J. Am. Chem. Soc. 124(8), 1570-1571.

15. Wu, YD; Lin, JQ; Zhao, Y.-L. (2002) Theoretical study of b-peptide models: intrinsic preferences of helical structures. Helvetica Chimica Acta, 85(10), 3144-3160.

14. Wu YD.; Zhao, Y.-L. (2001):A Theoretical Study on the Origin of Cooperativity in the Formation of 310- and a-Helices. J. Am. Chem. Soc. 123(22), 5313-5319.

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)、《PLoS One》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》、《Peptide Solvation and H-Bonds: Advances in Protein Chemsitry》、《Chemical Review》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“ the scope of the study is very interesting, QM studies of NA backbone are relatively rare (as they are difficult) and valuable.”(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) 、《Analytical Chemistry》(IF: 5.8)、《JPCC》(IF: 4.5)、《Inorganic Chemistry》(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《Inorganic Chemistry》、香烟中短寿命的碳自由的计算和实验表征《Analytic Chemistry》、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