Chen group

陈以昀课题组

Text Box: State Key Laboratory of Bioorganic and Natural Products Chemistry
Shanghai Institute of Organic Chemistry
Chinese Academy of Sciences

research

Chen group

陈以昀课题组

陈以昀课题组主要发展新的生物相容的光化学方法用于化学生物学的研究。由于光优异的时空分辨率,生物相容的光引发的化学工具可用于原位实时研究调控动态的生命过程。课题组主要的研究内容包括新型光反应发现及新型光化学生物学工具的发展,研究目标为光引发的生物相容反应实现光调控生物分子功能。

 

 

(一)发展新的光引发的生物相容化学反应:由于光对于生物体系的良好相容性,光作为能量来源的光化学反应具有良好的生物相容性。光化学反应类型包括直接光化学反应,以及基于氧化猝灭、还原猝灭、能量转移机理的光催化反应(Fig.1)。课题组目前已经发展了基于高价碘的生物大分子相容的氧化光催化体系基于酞酰亚胺的生物大分子相容的还原光催化体系,以及基于烷氧自由基的生物大分子相容的惰性键活化反应体系(见新闻论文列表)。课题组致力于持续发展具有如下特性的生物相容反应:反应物稳定并且反应速率快,多样化的成键断键类型,有效的外源调控,从而适用于不同生命科学研究的需要。

 

Fig. 1

 

(二)发展无金属的光生物相容反应:光引发的生物相容化学反应发展策略开始于小分子和生物大分子相容的相对简单生物分子体系,逐渐推进到活细胞及活体相容的复杂生命体系(Fig.2)。在已经发展的生物大分子相容的过渡金属光催化体系基础上,课题组致力于发展无金属的光催化体系(包括小分子及生物大分子催化剂),以及不含光催化剂的可见光反应体系,从而实现从生物分子体系进一步推进到复杂生命体系。

 

Fig. 2

 

(三)光引发的生物相容化学反应的生物应用:光具备能量和信息的双重特性。光观测体现了光的信息输出特性,并已得到显微镜、荧光蛋白、超分辨显微镜等广泛生物应用;光扰动体现了光的能量与信息双重特性,其具有时间空间精确控制的信息输入方式可以带来独特的全新生物应用,并已在光遗传学的发展中得到了广泛的应用与认可。相比于基于光敏感蛋白的光遗传学,基于光生物相容反应的光化学方法将进一步带来分子水平以至于化学键水平的精确光调控,从而产生目前无法实现甚至无法想象的全新生物应用。课题组致力于发展新的光响应方法调控生物小分子及大分子功能,并以此为基础发展光诊断及光治疗的新方法。

 

Fig. 3

 

课题组的学生和研究人员将会具备解决交叉学科问题的能力,同时掌握新反应探索,有机合成,大分子化学,分子生物学,细胞生物学等多学科的知识。

Text Box: State Key Laboratory of Bioorganic and Natural Products Chemistry
Shanghai Institute of Organic Chemistry
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