学术报告

分子马达:非平衡系统的微观原型

发布时间:2018-04-12 09:48

报告题目:分子马达:非平衡系统的微观原型

报告人:舒咬根(中国科学院理论物理研究所研究员)

时  间:2018年5月7日9:30-11:00

地  点:物理科技楼409

报告摘要:生物分子马达是实现化学标量(ATP)与物理矢量(定向运动)直接转化的蛋白酶。它们广泛存在于细胞内,并处在纳米尺度,因此也称纳米机器。分子马达能借助热涨落催化能量分子ATP的水解,并将水解能直接转化成自身的构象变化。一旦与轨道结合,马达通过自身周期性的构象变化产生与周期性结构的轨道间的相对运动,分子马达因而具备“运动性”。因此,分子马达是在纳米尺度直接将化学能转化成力学能的蛋白酶,也是“软物质+ ATP”的非平衡系统的微观原型。这种纳米尺度的运动性为单分子层面揭示有序的生命运动的内在机制提供了广阔的平台,例如“中心法则”的执行、病毒基因的包装、细菌的趋利避害、细胞自噬、ATP合成、器官功能的分子机制等;应用方面涉及PCR、高灵敏快速检测和极具潜能的分子马达计算机等。


报告人简介:主要从事分子马达相关的理论生物物理研究及器件设计和应用开发,是我国最早开展分子马达系统研究并持续至今的学者。近期主要聚焦于转动马达ATP合酶的系统动力学、持续马达力学化学耦合机制、集体马达协同动力学和DNA复制保真度等的主动布朗运动的研究。研究工作先后获国家973项目《纳米生物机器的可控组装与多功能集成》两期、国自然面上和科学院前沿重点等基金的支持。已在国际核心期刊发表论文30多篇,撰写英文专著相关内容一章,翻译和校对生物物理专著4部,其中《细胞的物理生物学》已经被部分高校选为生物物理专业本科生教材。研究工作先后受邀在国际学术会议作报告十次,其中“基于ATP合酶的转动马达传感器”获24届世界生物传感器年会(2014,墨尔本)原创贡献奖第一名;2016年又是唯一受邀在罗马举行的第九届(2016)生物医疗工程系统与技术国际联席会议(2016BIOSTEC)作口头报告的大陆学者,并被评为INSTICC的会士;“DNA复制保真度”的研究被J. Phys.: Condens.Matter 期刊评为2017年度亮点;2018年又是唯一受邀在大西洋小岛Funchal举行的第11届(2018)生物医疗工程系统与技术国际联席会议(2018BIOSTEC)作口头报告的大中华区学者。