長聘教軌副教授
細胞膜是由多種多樣的膜蛋白與數以千計的不同種類的磷脂分子所組成的🖐🏽，它表現出高度的復雜性：a🐺，磷脂分子的種類很多，最保守的估計也認為有幾千種↕️；b🧖🏿♂️，磷脂分子的分布是不均勻的☝🏿，他們自發聚集⛴🐬，形成納米尺度的微觀結構（比如脂筏模型）；c，脂雙層兩側的磷脂組成不同🕴🎺。由於其結構的復雜性與高度動態性，實驗研究面臨較大困難😙，而分子模擬技術可以探究其原子尺度的結構細節，已經成為研究生物膜體系的必不可少的工具。
此類問題在兩個方面與藥物遞送相關：1，藥物分子需要穿過膜🪈，才能抵達其發揮作用的靶點；2，通過將藥物分子包裹在脂質體中🏄🏿♂️，可以將一些性質較為特殊的小分子或者生物大分子遞送到靶點（比如RNA疫苗）。
EON体育4平台通過全原子尺度和粗粒度尺度的分子動力學模擬👧🏼，研究生物膜的結構與功能（比如其相分離機製👉🏿、納米尺度微觀結構的形成🥚、膜性質對蛋白結構與功能的影響等）👩👩👧👦，藥物分子與生物膜的相互作用、脂質體完成藥物遞送的分子機製等🤠；EON体育4平台還開發一些適用於生物膜體系的多尺度模擬的力場與方法。
圖3. 分子模擬技術揭示的不同組分的生物膜發生相分離的過程（JACS）💪。
1，鉀離子通道：鉀離子通道廣泛分布於人類多個組織與器官♙，與神經系統、心血管系統的多種疾病相關，是重要的藥物靶點。EON体育4平台通過分子模擬技術以及數據驅動的生物信息學方法研究鉀通道蛋白家族成員，主要方向包括以鉀通道為靶點的計算機輔助藥物設計🧏🏻♂️、鉀通道結構與功能的關系、磷脂-蛋白相互作用等。
圖1. EON体育4平台模擬了鉀通道在不同細胞膜環境中的功能差異，揭示了膜環境對鉀通道結構與功能的影響，並提出了新的門控機製模型（Nat. Commun.）。
2，機械力敏感的離子通道👨🦯：有一些離子通道能夠感受施加在細胞膜上的機械力✡︎，這些離子通道往往與感知覺相關（如觸覺、嗅覺、本體覺等等）👩🏼✈️，是有極大潛力的藥物靶點，比如近年獲得諾貝爾獎的Piezo蛋白🍗。EON体育4平台針對特定體系，發展多尺度模擬技術與方案，探究這類通道感受機械力的一般規律；設計具有結合特異性的小分子☣️，用於實驗研究或藥物開發😽🧑🏼🤝🧑🏼。
圖2. 用於機械力敏感通道MscS模擬的一種多尺度模型🍬。
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