來魯華 物理化學，生物大分子結構與功能及分子設計，博士，長江特聘教授 電話：010-62757486 電子信箱：lhlai@pku.edu.cn 1984年畢業于beat365化學系， 1987年在beat365化學系獲碩士學位， 1989年在beat365化學系獲博士學位， 1998-1999年美國加州大學伯克萊分校化學系伯克萊學者, 1992年至今，beat365化學學院教授， 2001年至今，beat365化學學院長江特聘教授， 現任物理化學研究所所長，beat365定量生物學中心副主任，beat365-清華大學生命科學聯合中心成員。

主講課程：

本科生基礎課“結構化學”；專業選修課“生物物理化學”

研究領域和興趣：

主要應用物理化學、計算和實驗生物化學以藥物化學方法研究蛋白質及其參與的生命過程。試圖揭示蛋白質序列、結構和功能的關系，探讨生物分子作用機理，開展蛋白質結構和功能設計，進行基于結構和基于系統的藥物設計方法與應用研究。我們發展新的計算設計方法與程序，模拟生物分子機制及系統規律；采用理論計算與實驗密切結合的方法定量研究生物分子作用機制并進行蛋白質、藥物和生物系統設計。

主要研究方向簡介：

（1）藥物設計方法發展與應用
我們一直緻力于發展具有自主知識産權的創新性藥物設計方法和軟件，包括基于結構和基于人工智能的藥物全新設計方法LigBuilder, DeepLigBuilder，可以對于靶标結構進行可藥性口袋分析、别構口袋預測以及可藥性共價位點預測等的綜合性結合口袋分析在線計算服務平台CavityPlus，可以對于化合物進行逆合成路線分析、化學反應預測以及化合物性質預測的方法等，在國内外得到廣泛應用。針對複雜疾病無法通過單一靶标調進行有效治療的困境，通過研究複雜疾病相關分子網絡的調控機理和網絡拓撲結構及動力學與調控的關系，發展關鍵靶标預測和多靶标調控方案設計方法。所發展的相關軟件可參見/index.html。

（2）功能蛋白質設計

蛋白質相互作用是很多重要生物過程的基礎，也是極受關注的藥物設計靶标。設計新的蛋白質作用對可以認識蛋白質規律，設計具有潛在應用價值的蛋白質，還可以為重構生物途徑提供工具。我們發展可用于全新蛋白質作用對以及金屬結合蛋白的計算設計策略，針對腫瘤壞死因子或特定金屬離子進行結合蛋白質及多肽設計，并開發具有自主探測功能的細菌。。

（3） 重要生物過程過程機制與調控研究
我們通過研究蛋白質别構調控的分子機制，發展蛋白質别構口袋及關鍵殘基預測方法；通過研究天然無序蛋白質與配體的結合機制，發展無序蛋白質藥物設計方法。針對癌細胞代謝網絡、炎症花生四烯酸代謝網絡及節律調控網絡等開展系統研究，揭示相關重要靶點的分子機制，發現調控小分子。

代表性論文和專著：

1.   Li, H. Y.#; Zhang, C. S.#; Chen, X.; You, H. T.; Lai, L. H.*, Tailoring Escherichia coli Chemotactic Sensing towards Cadmium by Computational Redesign of Ribose-Binding Protein.  7, e0108421, 2022.

2. Li, Y. B.; Pei, J. F.*; Lai, L. H.* Structure-based de novo drug design using 3D deep generative models. Chem. Sci. 12, 13664-13675, 2021.
3. Wang, S. W.; Sun, Q.; Xu, Y. J.; Pei, J. F.*; Lai, L. H.* A transferable deep learning approach to fast screen potential antiviral drugs against SARS-CoV-2. Brief. Bioinform. 22, bbab211, 2021.
4. Sun, Q.; Ye, F.; Liang, H.; Liu, H. B.; Li, C.; Lu, R.; Huang, B.; Zhao, L.; Tan, W. J.*; Lai, L. H.*, Bardoxolone and bardoxolone methyl, two Nrf2 activators in clinical trials, inhibit SARS-CoV-2 replication and its 3C-like protease. Signal. Transduct. Target Ther. 6, 212, 2021.
5. Ruan, H.; Yu, C.; Niu, X. G.; Zhang, W. L.; Liu, H. B.; Chen, L. M.; Xiong, R. Y.; Sun, Q.; Jin, C. W.; Liu, Y.; Lai, L. H.*, Computational strategy for intrinsically disordered protein ligand design leads to the discovery of p53 transactivation domain I binding compounds that activate the p53 pathway. Chem. Sci. 12, 3004-3016, 2021.
6. Huang, Q. J.; Song, P. B.; Chen, Y. X.; Liu, Z. R.*; Lai, L. H.*, Allosteric Type and Pathways Are Governed by the Forces of Protein-Ligand Binding. J. Phys. Chem. Lett. 12, 5404-5412, 2021.
7. Xie, J.; Lai, L. H.*, Protein topology and allostery. Curr. Opin. Struct. Biol. 62, 158-165, 2020.
8. Lin, K. J.; Xu, Y. J.; Pei, J. F.*; Lai, L. H.*, Automatic retrosynthetic route planning using template-free models. Chem. Sci. 11, 3355-3364, 2020.
9. Li, C.; Deng, X. B.; Zhang, W. L.; Xie, X. W.; Conrad, M.; Liu, Y.; Angeli, J. P. F.*; Lai, L. H.*, Novel Allosteric Activators for Ferroptosis Regulator Glutathione Peroxidase 4. J. Med. Chem. 62, 266-275, 2019.
10. Zhou H. B.; Zhong S.; Song Z.; Zuo L. Y.; Qi Z*; Qu L. J.*; Lai L. H.*, Mechanism of DNA-induced phase separation for transcriptional repressor VRN1. Angew. Chem. Int. Ed. 58, 4858-4862, 2019.
11. Xu, Y. J.; Wang, S. W.; Hu, Q. W.; Gao, S. S.; Ma, X. M.; Zhang, W. L.; Shen, Y. H.; Chen, F. J.; Lai, L. H.*; Pei, J. F.*， CavityPlus: a web server for protein cavity detection with pharmacophore modelling, allosteric site identification and covalent ligand binding ability prediction. Nucleic Acids Res. 46, W374-W379， 2018.
12. Wang Q.; Liberti M. V.; Liu P.; Deng X. B.; Liu Y.; Locasale J. W.*; Lai L. H.*, Rational Design of Selective Allosteric Inhibitors of PHGDH and Serine Synthesis with Anti-tumor Activity. Cell Chem. Biol. 24, 55-65, 2017.
13. Meng, H; Liu, Y*; Lai, L. H.*, Diverse Ways of Perturbing the Human Arachidonic Acid Metabolic Network To Control Inflammation. Acc. Chem. Res. 48:2242-2250, 2015.
14. Pei, J. F.; Yin, N.; Ma, X. M.; Lai, L. H.*, Systems Biology Brings New Dimensions for Structure-Based Drug Design. J. Am. Chem. Soc. 136, 11556-11565, 2014.

15. 15.    Zhou, L.; Bosscher, M.; Zhang, C. S.; Ozcubukcu, S.; Zhang, L.; Zhang, W.; Li, C. J.; Liu, J. Z.; Jensen, M. P.; Lai, L. H.*; He, C.* , A protein engineered to bind uranyl selectively and with femtomolar affinity. Nature Chem. 6, 236-241, 2014.

    16.    Zhang, C. S.; Shen, Q.; Tang, B.; Lai, L. H.*, Computational design of helical peptides targeting TNFa. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 52, 11059-11062, 2013.

    17.    Bi, S. Y.; Yu, D. Q.; Si, G. W.; Luo, C. X.; Li, T. Q.; Ouyang, Q.; Jakovljevic, V.; Sourjik, V.; Tu, Y. H.*; Lai, L. H.*, Discovery of novel chemoeffectors and rational design of Escherichia coli chemoreceptor specificity. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 110, 16814-16819, 2013.

    18.    Wu, Y. R.; He, C.; Gao, Y.; He, S.; Liu, Y.; Lai, L. H.*, Dynamic Modeling of Human 5-Lipoxygenase-Inhibitor Interactions Helps To Discover Novel Inhibitors. J. Med. Chem. 55 (6), 2597-2605, 2012.

    19.    Yuan, Y. X.; Pei, J. F.*; Lai, L. H.*, LigBuilder 2: A Practical de Novo Drug Design Approach. J. Chem. Inf. Model., 51 (5), 1083-1091, 2011.

    20.    Li, C. M.; Qi, Y. F.; Teng, X.; Yang, Z. C.; Wei, P.; Zhang, C. S.; Tan, L.; Zhou, L.; Liu, Y.; Lai, L. H.*, Maturation Mechanism of Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) Coronavirus 3C-like Proteinase. J. Biol. Chem. 285 (36), 28134-28140, 2010.

    21.    Liang, H. H.; Chen, H.; Fan, K. Q.; Wei, P.; Guo, X. R.; Jin, C. W.; Zeng, C.; Tang, C.; Lai, L. H.*, De Novo Design of a beta alpha beta Motif. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 48 (18), 3301-3303, 2009.

    22.    Yang, K.; Bai, H. J.; Qi, O. Y.; Lai, L. H.*; Tang, C., Finding multiple target optimal intervention in disease-related molecular network. Mol. Syst. Biol. 4, 228, 2008.

    23.    Wei, D. G.; Jiang, X. L.; Zhou, L.; Chen, J.; Chen, Z.; He, C.; Yang, K.; Liu, Y.; Pei, J. F.; Lai, L. H.*, Discovery of Multitarget Inhibitors by Combining Molecular Docking with Common Pharmacophore Matching. J. Med. Chem. 51 (24), 7882-7888, 2008.

    24.    Liu, S.; Liu, S. Y.; Zhu, X. L.; Liang, H. H.; Cao, A. N.; Chang, Z. J.; Lai, L. H.*, Nonnatural protein-protein interaction-pair design by key residues grafting. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104 (13), 5330-5335, 2007

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