吴云东(理论与计算有机化学)院士|奠基过渡金属与不对称催化反应机理 突破蛋白质力场与分子设计
吴云东(理论与计算有机化学)院士|奠基过渡金属与不对称催化反应机理 突破蛋白质力场与分子设计
一. 基础信息概览
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中文姓名:吴云东
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英文姓名:Yun-Dong Wu
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生卒年月:1957年5月出生于江苏溧阳
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所属学部:中国科学院化学学部
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当选年份:2005年
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主要研究领域:理论与计算有机化学、过渡金属与不对称催化机理、蛋白质力场开发与分子动力学模拟、基于蛋白质-蛋白质相互作用的药物设计
二. 核心学术贡献
1. 研究方向
吴云东院士长期致力于理论与计算有机化学、计算生物学及药物设计的交叉前沿研究。他重点聚焦于复杂化学反应(特别是过渡金属催化与手性有机小分子催化)的反应机理与立体控制规律、高精度蛋白质分子力场的建立与多肽折叠动力学模拟,以及针对蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)界面的小分子/多肽抑制剂计算设计等核心科学问题。
2. 标志性成果
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过渡金属催化与不对称催化反应机理阐明:运用密度泛函理论(DFT)与高阶量子化学计算方法,系统阐明了多种高选择性过渡金属催化反应(如键活化、烯烃复分解、交叉偶联)以及手性有机小分子催化的过渡态结构与立体选择性控制机制;揭示了不对称催化体系中的协同效应与非共价弱相互作用本质,为新型手性催化剂的设计与定向调控提供了坚实的理论指导。成果“有机小分子和金属不对称催化体系及其协同效应研究”荣获2013年国家自然科学奖二等奖。
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精确蛋白质力场开发与二级结构折叠模拟:克服了传统计算生物学中蛋白质分子力场难以精确描述骨架构象与非共价相互作用的局限,自主研发了高精度的蛋白质分子力场(如PB-FF系列);实现了对-转角(-turn)、-螺旋(-helix)等蛋白质二级结构及小蛋白折叠/解折叠过程的高精度分子动力学模拟,推动了计算结构生物学的发展。
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基于PPI界面的计算机辅助药物分子设计:将理论计算与实验科学高度融合,针对疾病靶点中高难度的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)界面,提出了基于微观能量分析与立体构象约束的先导化合物设计新策略,成功设计并合成了多类具高亲和力与高选择性的抗肿瘤及抗病毒多肽/小分子抑制剂。
3. 学术地位与影响
吴云东院士是我国理论与计算有机化学领域的领军科学家。他拓展了量子化学计算在有机合成、催化反应机理及生物大分子模拟中的深度应用,先后当选国际量子分子科学院(IAQMS)院士、中国科学院院士。曾任亚太理论与计算化学家协会(APATCC)主席、世界理论与计算化学家协会(WATOC)理事,荣获亚太理论与计算化学家协会“福井奖章”(Fukui Medal)与德国“洪堡研究奖”(Alexander von Humboldt Research Award),极大地提升了我国理论与计算化学在国际学术界的影响力。
三. 教育与职业轨迹
1. 教育背景
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1982.01 – 1986.12:美国匹兹堡大学(University of Pittsburgh)化学系,获哲学博士学位(导师:K. N. Houk 教授)。
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1978.02 – 1982.01:兰州大学化学系,化学专业,获理学学士学位。
2. 工作履历
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2010.11 – 至今:北京大学,讲席教授/教授、博士生导师;曾任北京大学深圳研究生院院长(2016–2019)、副院长、化学生物学与生物技术学院院长(2011–2016),深圳湾实验室原常务副主任。
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1992.01 – 2010.11:香港科技大学化学系,先后任讲师、副教授、教授、讲座教授。
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1988.04 – 1991.12:德国埃尔朗根-纽伦堡大学(University of Erlangen-Nuremberg)有机化学研究所,博士后研究员(合作导师:P. v. R. Schleyer 教授)。
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1986.12 – 1988.03:美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)化学与生物化学系,博士后/研究员(合作导师:K. N. Houk 教授)。
四. 主要荣誉与奖项
1. 国家级奖项
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2013年:国家自然科学奖二等奖(项目名称:《有机小分子和金属不对称催化体系及其协同效应研究》,第三完成人)。
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1999年:国家自然科学奖四等奖(项目名称:《计算机在有机化学中的应用》,主要完成人)。
2. 国际荣誉
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2016年:德国洪堡研究奖(Alexander von Humboldt Research Award)。
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2014年:亚太理论与计算化学家协会“福井奖章”(Fukui Medal)。
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2012年:当选国际量子分子科学院(IAQMS)院士。
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2008年:汤森路透前沿研究奖(Thomson Reuters Research Front Award)。
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2000年:香港裘槎基金会“杰出研究奖”(Croucher Senior Research Fellowship Award)。
3. 其他重要荣誉
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2015年:中国化学会物理有机化学成就奖。
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2012年:安徽省自然科学奖一等奖(主要完成人)。
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2002年:获得国家自然科学基金杰出青年科学基金(B类)。
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1998年:王宽诚交流学者奖。
五. 社会职务与学术服务
1. 学术期刊任职
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美国化学会《Journal of Chemical Theory and Computation》(JCTC)原顾问编委。
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《Journal of Computational Chemistry》(JCC)顾问编委。
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《Accounts of Chemical Research》原顾问编委。
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《中国科学:化学》(Science China Chemistry)、《化学学报》等国内核心化学期刊编委。
2. 重要社会与学术兼职
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亚太理论与计算化学家协会(APATCC)主席、理事。
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世界理论与计算化学家协会(WATOC)理事。
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北京大学深圳研究生院原院长。
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深圳湾实验室原常务副主任。
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中国化学会物理有机化学专业委员会副主任/委员。
六. 个人风格与格言
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治学理念:“理论计算不仅是解释实验现象的工具,更应该成为预测新化学反应和指导分子设计的强大引擎。”
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育人作风:治学严谨务实,强调多学科交叉融合,鼓励青年学者将理论计算与实验科学深度结合,注重培养学生的独立思考与原创探索能力。
七. 参考文献
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