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天然药物及仿生药物国家重点实验室
发布日期:2018-03-20浏览次数:字号:[ ]

   

天然药物及仿生药物国家重点实验室

(北京大学)

  天然药物及仿生药物国家重点实验室是由原国家计委批准组建的首批国家重点实验室之一。1985年11月筹建,1987年12月通过验收并向国内外开放。实验室现有固定人员49人,其中包括中国科学院院士2人、教育部“长江学者奖励计划”特聘教授1人、国家杰出青年基金获得者4人、教育部跨世纪优秀人才计划或新世纪优秀人才计划获资助者5人、博士生导师25人,致力于合成药物化学、天然药物、药剂学及药理学等领域的科学研究。实验室设有学术委员会和管理委员会。现届学术委员会由15名专家学者组成,其中两院院士6人,张礼和院士为实验室学术委员会主任,王夔院士、黄量院士为学术委员会名誉主任。现任实验室主任是叶新山教授。

  一、     定位与研究方向

   实验室针对肿瘤、心脑血管疾病、神经精神性疾病及病毒感染等重大疾病,以核酸、蛋白、糖类和微量元素等内源性物质为基础,以医学和生物学的进展为依托,围绕药物发现过程中的重要科学问题,开展与天然药物及仿生药物相关的基础研究和应用基础研究。经过多年的建设,实验室已形成包括化学、生物学、药学等多学科参加的综合科研实体,尤其在核酸化学、糖化学及糖生物学、生物无机化学、天然产物及中草药研究等方面积累了厚实的基础。实验室已通过了五次由国家科技部组织的评估,并取得了良好成绩。实验室形成了以下研究内容和研究方向:

  (1)以核酸为靶的药物研究

  (2)基于糖的药物研究

  (3)基于天然药物资源的活性先导化合物发现和创新药物研究

  (4)新型载体给药系统研究

  (5)药物活性分子导向的新合成方法研究

  二、代表研究成果

  近年来,实验室在核酸药物研究、糖类药物研究、天然药物研究、药物输送体系研究等方面形成了特色与优势,为我国药学科技的发展起到了良好的支撑和积极的推动作用,成为国内药学相关研究领域的重要基地,部分研究领域在国际上具有影响并占有一席之地。具有代表性的成果有:

  (1)核酸药物研究

  在国家自然科学基金委重点项目基金及国家科技部攻关计划及“973”计划基金的资助下,针对cADPR调控细胞钙释放机制及其结构做了系统的研究修饰,研究了结构与活性的关系;模拟合成了寡核苷酸的不同结构的类似物,研究了它们对RNA和DNA的分子识别以及siRNA成药性的问题、给药途径,并且利用siRNA寻找新的药物靶点。本研究领域成果曾获2002年教育部自然科学二等奖、2004年国家自然科学二等奖等奖励;学术带头人张礼和院士获得由亚洲药学会颁发的“杰出科学家奖”(2009年)。

  (2)基于糖的药物研究

  在糖类药物的相关研究方面取得了显著的进展,发展了高效的寡糖类化合物的合成方法,发现了一系列具有抗肿瘤、免疫抑制、治疗溶酶体储积症等活性的先导化合物。本领域研究成果获2010年教育部高等学校自然科学奖二等奖。

  (3)基于天然药物资源的活性先导化合物发现和创新药物研究

  本研究方向承担了国家自然基金重点项目、863课题以及国家新药创制重大专项,并入选2005年教育部创新团队发展计划。在优选建立天然产物实物样品库的基础上,以化学筛选结合生物活性筛选,对123种民族、民间药物和海洋生物进行了系统的活性成分研究,发现了一批活性先导化合物和候选药物。本研究方向的科研成果获2007年教育部高等学校自然科学奖、2008年中国药学会科学技术奖、2008教育部科学技术进步奖、2010年度高等学校自然科学奖等奖项。

  (4)新型载体给药系统研究

  基于分子药剂学的研究思路和研究内容与传统药剂学明显不同,天然药物及仿生药物国家重点实验室获得了国内第一项关于分子药剂学的国家级研究项目,在国内首先介绍分子药剂学,开设了分子药剂学的研究生课程,开展了比较系统的研究工作,对促进学科的发展做出了贡献。研究成果所获部分奖励如下:2008年中国药学会科学技术奖一等奖(全国每年1-2名),2008年吴阶平-保罗杨森奖一等奖(全国每年1-2名),2009教育部中国高等学校自然科学奖一等奖等。

  (5)药物活性分子导向的新合成方法研究

  药物活性分子导向的新合成方法受到了国内外同行的广泛关注,多篇次被评为热点文章及点击率最高的文章,认为我们的方法“简单而又高效”,并被广泛评述。

  三、研究队伍与人才培养

  通过整合现有研究人员、吸引国外优秀人才、培养已有青年人才等措施,已经形成了以张礼和、王夔二位院士,叶新山一位长江特聘教授,屠鹏飞、蔡少青等四位国家杰出青年基金获得者,张强、周德敏二位973首席科学家以及焦宁等青年骨干为核心的研究集体,在药学领域内形成了核酸化学及核酸药物、化学糖生物学及糖类药物、生物无机及无机药物、药物体内输送系统、中药及天然药物和药物合成方法学研究等有特色研究的团队。队伍中有国内外知名的老一代科学家,也拥有一大批年富力强、科研创造力旺盛的中青年骨干。近年来我们加强了专业互补和梯队合理、精干高效的科研团队的建设,使综合实力显著增强,呈现出朝气蓬勃的新气象,天然药物研究团队和基于内源性物质的药物化学研究团队分别于2005年和2009年入选“教育部创新团队发展计划”。

  为建设良好的人才梯队并充实薄弱领域,最近5年我室从国外引进4名年龄在35岁左右的青年学术骨干,为他们提供良好的工作环境,并在招收研究生、重点室自主研究课题等方面实行倾斜性政策。经过短短几年的发展,目前他们已成为我室科研创新的重要力量,加强了原有的研究组也使我室在药物合成方法学、天然产物全合成等领域的研究实力显著增强。其中,叶敏入选北京市科技新星人才计划,焦宁和贾彦兴入选“教育部新世纪人才支持计划”。

  在学生培养方面,非常重视研究生和博士后的培养工作。为研究生创造各种条件和机会,与此同时,毕业生的质量也在逐年提高。

  四、开放与共享

  学者交流制度及概况

  按照国家重点实验室 “开放、流动、联合、竞争”的原则,实验室根据研究方向的需要设置相应的开放课题。开放课题面向国内外从事天然药物及仿生药物相关的基础研究和应用基础研究的科研人员。实验室一般于每年九月份公布开放课题的申请指南并受理申请,并在当年的学术年会上由学术委员讨论并决定开放课题的立项。通过开放课题的实施,进一步加强了实验室在药学研究相关领域的辐射和带动作用,成为国内外学术交流的平台。

  开放课题的设置主要围绕重点实验室的发展方向,根据以下三个原则进行资助:1)联系国内外在本领域较强的研究小组,实行强强联合,进行优势互补的研究;2)对于我们相对薄弱的方向,我们也设置一定的开放课题,引入该领域较强的研究小组,以促进我们相关研究方向的发展;3)作为国家重点实验室,我们还对国内相关研究领域基础较弱的单位的研究人员申请的开放课题,给予一定的扶持性资助。

  自国家重点实验室自主经费发放以来,共设置开放课题44项。通过开放课题的实施,室外研究人员充分利用本实验室良好的公共分析测试仪器和药物筛选等公用平台。在开放课题基金的资助下,共发表SCI收录学术论文47篇,其它论文12篇,授权专利1项,申请专利7项。

  设备开放共享:

  实验室大型仪器设备对校内外开放并对社会服务,为我国新药相关研究提供了硬件支持。在管理使用和开放共享方面主要实施的管理措施如下:

  1.  我室的大型仪器设备实行“专管共用、资源共享”,鼓励各种形式的开放使用。

  2.  各仪器在保证完成科研任务的同时,积极开展对校内外的分析测试工作。发挥本室的科研技术实力和先进仪器条件,资源共享,为社会培养专业技术人才,接受校内外技术培训。

  3.  恪守为用户保守技术秘密的原则。对外开展检测工作不受任何行政干预,依据国家法律和标准进行检测,确保结果准确,坚持检测工作的公正性和科学性。

  4.  对来本室合作的研究课题和分析测试,按规定的标准,坚持公开、透明、合理的收费,向长期合作的客户提供优惠,不得随意乱收费。

  近年来下大力度建设高水平的仪器管理队伍,配备了具有博士、硕士学位的高水平青年技术人才。在大型设备管理等方面,实行专人负责。大部分大型设备使用均超过学校规定的使用机时数(8小时/天)。

  围绕实验室主要任务和研究方向,在已有的仪器平台的基础上,进一步加强了仪器更新等平台硬件建设。集中建立了核磁测试平台、质谱测试平台、药物筛选平台、生物测试平台、化学测试平台、ADMET评价平台、药物设计平台等一系列较为系统的药物研究的测试和评价平台,并以此为基础整合北京大学药学相关的平台构建了北京大学综合性创新药物研究开发大平台。

  药物筛选平台

  1. KineticScanTM 全自动高内涵药物筛选系统

  2. 全自动高通量药物筛选机器人工作站(美国Thermo Scientific Automation Workstation)

  生物测试平台

  1. Beckman Coulter毛细管电泳仪

  2. BIACORE 3000 等离子表面共振仪

  3. 芬兰Varioskan flash型全波长扫描式多功能读数仪

  4. 实时荧光定量Real Time PCR仪(美国ABI-7900)

  5. 倒置荧光显微镜(德国蔡司)

  6. 多功能活体成像系统(美国In vivo multispectral imaging system FX)

  7. 激光多普勒组织血流灌注成像系统(德国Periment PIM3)

  8. 全自动膜片钳(丹麦Sophion公司QPatch-16)

  9. 石英晶体微天平

  10.波长扫描式多功能读数仪(M5/MolecularDevice)

  11.亚超速离心机(德国Avanti J-30I)

  化学测试平台

  1. ESP-300顺磁共振仪

  2. Nexus470红外光谱仪(美国Nicolet 公司)

  3. Vario EL III元素分析仪(美国Varian公司)

  4. J-810圆二色散光谱仪 

  5. DNA/RNA合成仪(美国ABI DNA/RNA,2010年)

  6. 平行合成反应仪(英国Metz Syn10 Reaction Station)

  7. 50L反应釜系统

  8. 循环降膜式光化学反应器(德国Normag A9356)

  药物设计平台

  在硬件方面,实验室拥有DELL刀片服务器集群一台(128个计算节点)、DELL机架式服务器九台(共64个计算节点)、SGI Octane 2工作站一台以及存储容量为20TB的RAID6磁盘阵列。此外实验室还配备了25台计算终端以及高性能的Discovery Studio工作站和Sybyl工作站,使药物设计平台在硬件建设方面得到加强。

  在软件配置上,目前实验室拥有综合药物发现平台Discovery Studio、Sybyl、Cerius 2以及药物设计流程管理软件Pipeline Pilot,此外还有药效团筛选工具Catalyst,分子动力学模拟软件AMBER、CHARMM和GROMACS,分子对接软件AutoDock、DOCK、GOLD、PSI-DOCK,从头设计软件MUSE、Ligbuilder,量子化学计算软件Gaussian等等。

  建立了三维结构的数据库,可供Catalyst软件进行高效率的药效团筛选。

  地址:北京市海淀区学院路38号,邮政编码:100191

  电话:01082802724; 传真:010-82802724

  E-mail:zdsys@bjmu.edu.cn

  网址:http://sklnbd.bjmu.edu.cn




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