2015年核磁共振国际研讨会暨药物开发暑期学校举办

2015年核磁共振国际研讨会暨药物开发暑期学校

在国家蛋白质科学中心•上海成功举办

　　“国家蛋白质科学中心•上海前沿论坛——2015年核磁共振国际研讨会暨药物开发暑期学校”于2015年5月30日-6月2日在上海生科院生化与细胞所蛋白质中心海科路园区举行。会议旨在加强我国生物大分子核磁共振波谱学领域与国际间的交流与合作、培养应用最新核磁共振方法进行蛋白质科学研究的高技术人才及年轻后备人才，体现我国在结构生物学领域的综合实力。

会议现场

　　核磁共振波谱学是唯一一项包揽过诺贝尔物理、化学、医学奖的技术，自1930年Rabi发现核磁共振现象开始，已有八位著名科学家因从事核磁共振或与核磁共振相关的研究而获得诺贝尔奖。现代高场液体核磁共振主要应用于生物大分子结构与功能研究，特点是可以获得原子分辨率的溶液结构、可以从不同时间跨度的动力学信息中(皮秒 - 秒)捕捉到蛋白质的位点特异性信息。蛋白质是生命活动的真正执行者，对其功能的研究具有重要的生物学意义和利用价值。而蛋白质三维结构的解析为蛋白质功能的确定提供重要线索。

　　核磁共振波谱在“定量地了解细胞内部蛋白质分子动态运动过程、膜蛋白三维空间结构和动态特性、蛋白质折叠、研究弱相互作用的超大蛋白分子复合体”等方面具有其独特的优势，与其它结构生物学研究方法如：X射线晶体衍射学、冷冻电镜等形成很好的合作互补。

　　近年来溶液核磁共振波谱在新的实验方法和应用上有了很大的突破，特别是基于蛋白质靶点的药物筛选，理性药物设计及研发和评价方面的应用受到越来越多的关注。

　　本次大会会议执行主席为蛋白质中心主任雷鸣研究员，周界文研究员和中心主任助理许琛琦研究员。参会人员包括来自美国、德国、英国和日本的核磁专家十余名，国内高校和科研单位学者，学生代表百余人，生物医药企业包括罗氏研发(中国)有限公司，礼来(中国)研发有限公司，深圳市海普瑞药业股份有限公司代表10余人，以及作为本次会议的主要赞助商布鲁克公司及相关领域重要仪器及设备公司代表10余人。

　　大会分为两个部分：

　　大会第一部分“蛋白质核磁共振暨药物开发暑期学校”，邀请核磁共振研究领域的多位专家讲授核磁共振基础理论、蛋白质溶液核磁共振技术、RDC，PRE和蛋白质溶液结构计算、核磁共振在基于片段的先导药物筛选和优化中的应用，使青年学者和研究生有机会与本领域权威科学家面对面交流，并得到高层次的技术培训和实际实验操作，包括快速核磁数据采集方式(非均匀采样)和波谱数据处理技术、药物分子片段核磁筛选技术、新动力学参数的测量方法和溶液三维动态结构计算软件XPLOR-NIH等。会议将为参会的国际和国内科学家提供高端学术交流平台和合作契机，提升国内蛋白质溶液核磁共振研究的整体水平，培训一批高技术核磁人才。

　　大会第二部分高端国际研讨会以“生物大分子核磁共振波谱未来”为主题，特邀美国科学院院士、美国国立卫生研究院 (NIH)Adriaan Bax 研究员, 日本东京都立大学Masatsune Kainosho教授，美国哥伦比亚大学Arthur G Palmer教授, 德国慕尼黑赫尔姆霍茨中心结构生物学研究所Michael Sattler教授，美国哈佛大学医学院Gerhard Wagner教授，美国哈佛大学医学院教授、蛋白质中心周界文研究员和中国科学院院士、中国科学技术大学施蕴渝教授等七名生物大分子溶液核磁共振研究的国际权威专家来共同交流核磁前沿领域的最新进展，包括核磁共振波谱新方法、蛋白质分子动力学与功能关系研究、膜蛋白质溶液结构与功能研究、超大分子复合体与相互作用研究、蛋白质-RNA复合体研究和综合溶液核磁共振、X射线晶体衍射研究生物学问题等，探讨和展望溶液核磁共振在蛋白质相关研究中未来5-10年的研究发展趋势，存在的机遇及可能遇到的挑战。

　　蛋白质中心已经建成国际先进的液体核磁共振设施，不但拥有五套 600 至 900 兆赫兹的核磁共振谱仪，而且拥有专业人员提供配套技术支撑。蛋白质中心许琛琦，欧阳波和周界文研究团队使用核磁分析系统在淋巴细胞的信号转导和膜蛋白结构与功能研究方面取得突破，成果发表在国际知名期刊如《自然》(Nature)杂志上。

　　此次会议将为我国生物分子溶液核磁共振技术的展示提供一个窗口，搭建平台，打造具有国际影响力、世界一流水平的生物大分子核磁共振中心，加强国内核磁同行的实效性合作，达到信息、仪器等资源共享，推动核磁共振波谱在我国蛋白质科学基础研究和药物开发领域的拓展与应用。

合影

　　附录一：会议主席团成员简介：

　　雷鸣：中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所副所长、国家蛋白质科学中心•上海主任、国际蛋白质学会执委、中国生物化学与分子生物学会蛋白质专业委员会副秘书长。近期研究工作包括人类端粒结合蛋白调控端粒结构与端粒酶的分子机制、端粒与DNA修复因子的关系、表观遗产调控过程中重要蛋白质复合物的结构与功能，具有显著的国际影响力。

　　周界文：中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所、国家蛋白质科学中心•上海研究员，美国哈佛大学医学院教授。应用溶液核磁共振技术测定膜蛋白结构，探索他们的工作机制。近年来研发了一系列的用于膜蛋白研究的核磁共振与生物化学技术，世界上第一个用NMR测定了肌浆网受磷蛋白的溶液高分辨结构。研究组首次用NMR对丙型肝炎病毒感染宿主过程中的一个重要蛋白p7以及它与抑制剂金刚烷胺类药物结合位点的精细三维空间结构进行详细描述,这是目前使用核磁共振技术解析出的最大离子通道结构，此研究成果将有助于推动以p7为靶点的抗丙型肝炎病毒药物研究。

　　许琛琦：中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所、国家蛋白质科学中心•上海主任助理，研究员。研究方向为淋巴细胞的信号转导，运用多种分子生物学和结构生物学的手段研究(1)T淋巴细胞活化机制 (2) T淋巴细胞在疾病中的作用，在阐明人体免疫机制方面取得原创性和突破性进展。

　　附录二：学者代表简介：

　　Adriaan Bax： 美国国家科学院院士，美国国立卫生研究院(NIH)研究员。Bax 院士是国际蛋白质溶液核磁共振领域内最重要的推动者之一，他在多维核磁共振波谱学、发展核磁共振新方法和计算生物学方面做出了系统性贡献。

　　Masatsune Kainosho: 日本东京都立大学教授，发展新的蛋白质标记方法：立体阵列同位素标记(SAIL: Stereo-Array Isotope Labelling)，应用于分子量为17kDa 的钙调蛋白(Calmodalin)和分子量为41kDa的麦芽糖糊精(Maltodextrin)结合蛋白质的合成。此方法所得到的NMR谱图比利用传统技术得到的NMR谱图更简单，信噪比更高，有可能将常规溶液核磁蛋白结构测定方法所能测定的分子量范围扩大两倍以上。

　　Arthur G. Palmer: 美国哥伦比亚大学教授, 研究方向包括核磁共振波谱方法的开发、分子动力学的计算和理论分析以及在蛋白质折叠上的应用、分子识别和催化。Palmer教授是生物核磁共振波谱学的必备教科书《Protein NMR Spectroscopy: Principles and Practice》(Academic Press, 1996 and 2007)的作者之一。他由于用多维NMR技术在测定溶液中蛋白质动力学方面的创造性学术成就获得2015年Laukien奖。(Laukien奖是核磁共振领域的最高奖项之一，创立于1999年的Laukien奖是为了纪念Bruker的创始人Gunther Laukien而设立，主要表彰杰出和前沿且有巨大潜在影响的磁共振实验研究。)

　　Michael Sattler：德国慕尼黑赫尔姆霍茨中心结构生物学研究所教授，主要研究方向包括多维核磁共振波谱学以及大分子量蛋白质蛋白质、蛋白质核酸相互作用。

　　Gerhard Wagner：美国国家科学院院士，美国哈佛大学医学院教授。近期主要工作包括大分子量蛋白质的结构解析以及蛋白蛋白的相互作用研究，以及发展核磁共振新的核磁采样方法和膜蛋白质体系实验方法。任Journal of Magnetic Resonance杂志编委，Journal of Biomolecular NMR杂志编委，Biochemistry杂志编委，Cell杂志副主编等。

　　施蕴渝： 中国科学技术大学教授，中国科学院院士，第三世界科学院院士。中国生物化学与分子生物学学会蛋白质科学专业委员会副主任。近期主要工作包括：用多维核磁共振波谱及计算生物学研究与重大疾病或重要生理功能相关的蛋白质结构，动力学与功能关系，以及蛋白质与蛋白质、核酸、配基的相互作用。

　　附录三：背景介绍

　　蛋白质是由基因编码、多种氨基酸聚合而成的生物大分子，是所有生命形式与生命活动的主要物质基础和功能执行者。蛋白质研究的突破将促进揭示生命现象的本质;从根本上阐明人类重大疾病的机理，为临床诊治提供新的方法和途径;推动医药、生物能源、生物材料等新型生物技术产业的发展。为此，我国“中长期科技发展战略规划”将蛋白质研究列为基础研究四大科学研究计划之一，并将建设蛋白质科学研究设施纳入国家重大基础设施计划予以支持。

　　国家蛋白质科学研究上海设施(简称“上海设施”)围绕蛋白质科学研究的前沿领域和我国生物医药、农业等产业发展需求，建设高通量、高精度、规模化的蛋白质制取与纯化、结构分析、功能研究等大型装置，实现技术与设备的集成化、通量化和信息化，成为我国蛋白质科学研究和技术创新基地，形成具有国际一流水平和综合示范作用的蛋白质科学研究支撑体系，全面提升我国蛋白质科学研究能力。

　　上海设施总投资7.56亿元，主体位于上海市张江高科技园区海科路333号，总建筑面积3.3万平方米，拥有用于蛋白质结构研究的9大技术系统，即规模化蛋白质制备系统、蛋白质晶体结构分析系统、蛋白质核磁共振分析系统、集成化电镜分析系统、蛋白质动态分析系统、质谱分析系统、复合激光显微镜系统、分子影像系统和数据库与计算分析系统。其中蛋白质晶体结构分析系统与蛋白质动态分析系统依托 “上海光源”建设蛋白质结构分析的“五线六站”。上海设施是继上海光源后第二个落户浦东张江的国家重大科技基础设施。上海设施于2010年12月26日正式开工，2014年3月竣工，至今已完成各项专业组验收及工艺鉴定，即将迎来国家验收。

　　上海设施作为当今全球生命科学领域第一家综合性的大科学装置，集先进科学装置和大型设备之大成，是探索生命奥秘的国之利器;上海设施的建成引起了国内外同行的高度关注;为上海率先建成世界级蛋白质科学中心奠定了良好的基础。

　　自2014年5月上海设施开放试运行以来，上海设施的运行维护团队为用户承担的国家科技战略先导专项、973、863、和国家自然科学基金的项目任务提供了强有力的科研保障和支撑服务：共执行用户课题210个，约2200人次;用户课题组120家，涉及40多家单位，以中科院和高校科研单位为主;地域覆盖主要有北京、上海、常州、杭州、石家庄、武汉、南京、厦门、长春、广州、澳门、香港等地。同时吸引了一批国际药企和国外优秀科学家开展前沿课题研究。用户使用设施的设备和服务做出了一系列优秀的成果，并在各领域的国际知名期刊上发表论文多篇。

　　上海设施技术团队坚持以自主创新为主，并与国际先进技术相结合，自主研发了国内首套将软件控制、硬件设备和生物应用进行整合的规模化蛋白质制备系统，实现了蛋白质制备全流程的高度集成和流水线作业，在样品处理通量上超过半自动化和传统的人工系统10-100倍，居于国际领先水平。自主研发了高精度激光双光镊系统：采用激光辐射压对微米级粒子进行捕获，通过高精度的测量技术实现亚纳米级位移和亚皮牛级力的测量，在蛋白质折叠、RNA聚合酶等研究领域提供单分子层次的信息。

　　上海设施建设同步组织建设国家蛋白质科学中心•上海(简称“蛋白质中心”)，负责设施运行管理。蛋白质中心依托中科院上海生科院，委托生化与细胞所实施管理，开展科学研究和国内外交流，力争在5-10年的时间逐步建设成为一个国际一流的蛋白质科学研究中心。目前中心已经到位学术带头人(PI)17名，其中包括中组部“千人计划”3人(含千人计划B类1人)，国家“杰出青年”科学基金的资助2人，中组部“青年千人计划”5人，中科院“百人计划”或“引进杰出技术人才”7人。中心学术带头人作为首席科学家共承担国家科技部重大科学研究计划3项，科研团队承担中科院战略性先导(B类)专项“生物超大分子复合体结构、功能与调控”近三分之一研究任务。近两年来，中心科研团队使用蛋白质设施开展相关研究，并取得一系列重要研究成果，发表在《自然》《癌症细胞》等一系列国际权威学术期刊上。

　　“大科学中心”建设是中国科学院实施“率先行动”计划的研究所分类改革举措之一。2014年11月，依托上海设施与上海光源的“中科院上海大科学中心”作为首批试点“大科学中心”正式启动筹建，努力建设成为高效率开放共享、高水平国际合作、高质量创新服务的大科学研究中心，有效集聚国内外科研院所、大学、企业，开展跨学科、跨领域、跨部门协同创新，为中科院研究所分类改革起到了示范引领作用。

　　未来，“上海设施”将围绕蛋白质科学研究的前沿领域和国家人口健康与现代农业的战略需求，打造开放、协作、创新的国际一流蛋白质科学研究平台，充分发挥大科学装置的优势，助力国内生物医药产业，为实现上海创新驱动发展战略并带动长三角地区经济发展、建设全球有影响力的科创中心提供强有力的科技支撑。