报告题目：复杂生命体系中酶催化和能量电荷输运等重要过程的理论模拟

报告人：杜利凯 博士

报告时间：2015年11月2日（周一）16:00

报告地点：逸夫楼C座314会议室

摘要：复杂生命体系中酶催化和能量电荷输运等的理论模拟一直是学术界研究的重要问题之一。报告的内容主要涉及近年来报告人在电子水平以及原子分子水平上对若干复杂分子体系中的若干重要物理化学过程的理论研究结果。其中包括包括 1）采用组合分子力学和量子力学（QM/MM）方法研究金属酶催化双氧分子活化的反应过程，并且以非血红素酶的催化氧化反应机制为例，计算活性物种的电子结构性质，分析了铁-配体间的作用，发现了蛋白质活性口袋附近微观水分子环境对反应活性和反应路径的重要影响，从而对该类催化反应的机制的争议有了进一步判定。研究结果很好的解释了同位素标记实验的各种实验结论，成功预测了实验中不同产物的比例关系(37.5% vs. 40%)。2）分子力学模型的发展，主要包括结合从头算方法，设计合理的弱键相互作用模型，初步发展了可极化椭球力场，通过构造相关的力场参数，该模型有望在生物酶抑制剂分子理性设计中发挥重要作用，可以用于理解多种弱键作用（比如氢键和卤键的协同与竞争）对活性位点抑制剂小分子的结合构象的影响。3）光与物质相互作用中的能量与电子转移的复杂动力学过程，从理论上理解这一过程极具挑战，这里将介绍近年来自主发展的激发态动力学计算程序包JADE，它也是国际上少数在网络上公开发布的针对复杂激发态动力学的程序包，为复杂分子体系的激发态光化学研究提供了有效的研究工具，具有较为重要的价值。最后将介绍这些研究方法和成果在诸如过渡金属生物大分子体系在内的复杂分子体系中的应用前景。

报告人简介：杜利凯博士，2013年6月在山东大学理论与计算化学专业获博士学位，现就职于中国科学院青岛生物能源与过程研究所。主要工作领域包括复杂生命体系中酶的催化活化，分子力学模型的设计与应用，和能量电荷输运过程的研究，已经在相关研究方向发表20篇论文，其中在金属酶催化活化双氧分子和分子力学模型的设计方面的工作也分别获得了国家自然科学基金和山东省自然科学基金的支持。此外，报告人开发的用于研究复杂大分子中能量与电荷转移过程的准经典的势能面跳跃的开源程序包JADE，目前已经在国内和国际上得到了重要的应用。