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Thieme WebCheminar #24
仿生與天然產(chǎn)物合成
Biomimetic and Natural Product Synthesis
從大自然中獲得啟發(fā)、向大自然學習，經(jīng)常是解決問題的好方法。天然產(chǎn)物合成總是充滿挑戰(zhàn)，模仿大自然的方式來克服困難是明智之舉。仿生合成因其簡化復雜天然目標合成過程的卓越特性而備受認可。
本期Thieme有機化學研討會由清華大學藥學院唐葉峰教授主持，新西蘭奧克蘭理工大學Jack Chen教授、南開大學化學學院鄧軍教授和寧波諾丁漢大學唐本燦副教授將討論他們在這一領(lǐng)域的最新成果。
# 主持人
唐葉峰
研究員, 博士生導師
清華大學藥學院
1999年本科畢業(yè)于蘭州大學化學系，其后在中國醫(yī)學科學院藥物研究所獲得藥物化學碩士學位。2003-2006年，在北京大學化學化工學院師從楊震教授獲得有機化學博士學位，隨后赴美國The Scripps Research Institute師從K. C. Nicolaou 教授從事博士后研究（2006-2009年）。2010年5月起在清華大學開展獨立研究。課題組研究主要研究方向包括合成化學、藥物化學和化學生物學，簡而言之即以具有新穎化學結(jié)構(gòu)和重要生物活性的天然產(chǎn)物和雜環(huán)分子作為研究對象，通過發(fā)展新策略、新反應和新技術(shù)，實現(xiàn)目標分子快速高效和多樣性合成；在此基礎(chǔ)上，圍繞上述活性分子開展藥物化學和化學生物學研究，以期發(fā)現(xiàn)具有應用轉(zhuǎn)化前景的藥物或生物工具分子。
# Speaker 1
兩親化合物自組裝的仿生催化劑系統(tǒng)
Biomimetic Catalyst Systems from the Self-assembly of Amphiphiles
Jack Chen
博士
新西蘭奧克蘭理工大學
Jack Chen于2010年獲得奧克蘭大學化學博士學位，師從Margaret Brimble教授。在英國布里斯托爾大學隨 Varinder Aggarwal 教授完成博士后研究（2011-2014 年）后，他到意大利帕多瓦市 Leonard Prins教授的研究小組研究超分子化學（2014-2016 年）。2016 年，他在奧克蘭理工大學理學院開始了自己的獨立職業(yè)生涯。Jack研究小組對分子自組織成功能架構(gòu)的方式很感興趣。他們研究的一個主要特點是利用協(xié)同效應，即多個功能組共同發(fā)揮作用，以展現(xiàn)在原始砌塊中無法觀察到的特性。具有協(xié)同效應的動態(tài)系統(tǒng)可以構(gòu)建對化學燃料、光和其他刺激做出反應的化學系統(tǒng)，從而展現(xiàn)“智能”和自適應特性的潛力。
Abstract
Thieme Cheminars
活性位點中精確定位的官能團之間的協(xié)同相互作用是天然酶的標志之一?；瘜W家們從生物系統(tǒng)中汲取靈感，設(shè)計出了多種預組織官能團的策略，以使得與底物形成多重結(jié)合。最近，我們展示了在自組裝囊泡中也能實現(xiàn)這種協(xié)同相互作用。在本次演講中，我們將討論自組裝如何提供一種動力，使這些系統(tǒng)具有刺激響應性，甚至具有類似生命的特性。
該研究領(lǐng)域目前面臨的挑戰(zhàn)包括：結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其能在外部刺激下（如化學燃料或光）可逆地形成結(jié)構(gòu)和解構(gòu)；系統(tǒng)設(shè)計，使其在非平衡狀態(tài)下運行；以及化學網(wǎng)絡(luò)內(nèi)組件之間通信的演示 （例如通過反饋循環(huán)）。在化學網(wǎng)絡(luò)中加入響應性組分可產(chǎn)生自我生成、自我修復，并具有適應性和進化性潛力的新系統(tǒng)/材料。
# Speaker 2
天然產(chǎn)物生物合成的化學模擬
Chemical Emulation of the Biosynthesis of Natural Products
鄧軍
特聘研究員
南開大學化學學院
鄧軍教授在蘭州大學獲得理學學士學位，并于2014年獲得中國科學院上海有機化學研究所博士學位，師從李昂教授。在哈佛大學Andrew Myers教授實驗室從事博士后研究（2014-2016）后，2017年被聘為中國科學院昆明植物研究所率先行動“百人計劃”研究員。2020年12月加入南開大學化學學院任教授。他曾獲得多項獎勵，包括國家自然科學基金委優(yōu)秀青年學者（2022年）、Thieme Chemistry Journals Award（2020年）、第54屆布爾根施托克會議JSP Fellowship（2019年）等。他的研究方向是天然產(chǎn)物全合成生物合成途徑的化學仿真和藥物化學。
Abstract
Thieme Cheminars
仿生合成是簡化結(jié)構(gòu)復雜的生物活性天然產(chǎn)物合成的有效策略。然而，在大多數(shù)情況下，骨架重排天然產(chǎn)物的生物合成途徑尚未被揭示。針對這一普遍問題，我們開發(fā)了一種生物合成網(wǎng)絡(luò)分析（BNA）方法。通過該方法，我們基于細胞松弛素生物合成途徑的生物合成網(wǎng)絡(luò)分析，從共同的前體阿波松弛素 D 完成了五環(huán)細胞松弛素和部分細胞松弛素的不同全合成。合成的關(guān)鍵步驟包括 Prins 型環(huán)化和ene型環(huán)化，以建立五環(huán)類aspochalasans 的核心。在此，我們報告了一種生物啟發(fā)的利用鄰醌中間體的仿生 [5+2] 雜環(huán)加成的merocytochalasans 模塊化合成方法。這些合成工作為合成含有不同大環(huán)和氨基酸殘基的500多種有價值的細胞松弛聚糖提供了平臺。此外，我們通過對其生物合成途徑的化學模擬，實現(xiàn)了以羊毛甾醇為原料的三萜螺環(huán)硅內(nèi)酯A的高效合成。
# Speaker 3
量子化學在多環(huán)呋喃樹脂衍生物仿生合成中的應用
Applications of Quantum Chemistry in Biomimetic Syntheses of Polycyclic Furanocembrane Derivatives
唐本燦
副教授
寧波諾丁漢大學
唐本燦副教授出生于貴州省盤州市。蘭州大學本科畢業(yè)后，她在英國諾丁漢大學 Gerry Pattenden 教授的指導下攻讀博士學位，從事珊瑚中復雜多環(huán)二萜的生物仿生合成研究。在南安普頓大學在David Harrowven教授課題組完成博士后研究后，加入牛津大學Paton教授研究小組，專注于天然產(chǎn)物生物仿生合成的計算研究。2014年，唐本燦成為寧波諾丁漢大學助理教授，并于2019年升為副教授。她主要通過計算和實驗兩方面探索海洋天然產(chǎn)物的生物仿生合成，其它研究興趣包括人工智能輔助藥物發(fā)現(xiàn)和有機光伏。
Abstract
Thieme Cheminars
本次演講總結(jié)了量子化學計算為多環(huán)海洋呋喃藻類衍生物的生物仿生合成提供的指導。多環(huán)呋喃樹脂衍生物是從海洋珊瑚中分離出來的一組結(jié)構(gòu)復雜、具有重要生物學意義的海洋天然產(chǎn)物。由于其結(jié)構(gòu)復雜，它們的合成具有挑戰(zhàn)性。研究者提出了仿生合成，并且部分已經(jīng)被化學合成所驗證計算化學可為這些仿生合成提供支持。在本次研討會上，將與大家分享我們在多環(huán)呋喃樹脂衍生物的生物仿生合成方面所做的合成和計算嘗試，這些衍生物包括intricarene, bielschowskysin, providencin 和plumarellide。
時間及觀看方式
2024年3月27日 周三
16:00 北京時間
直播鏈接：http://live.bilibili.com/23843035
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