Structure-based Systems Biology and Chemical Biomedicine Lab

    
Institute of Biological Chemistry
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

科學的日新月異與成熟發展,使得複雜的生命科學與生物醫學研究已到達多重學門科技整合的階段。本研究室即以此整合性研究為主要導向,以系統生物學與分子醫學為研究領域,以結構生物學與化學生物學為根基,進而發展出結構系統生物學與化學生醫之學門。

我們的研究重點有幾項:

膜蛋白/peptide與細胞膜交互作用之結構與化學生物學研究

Membrane-associated proteins and peptides在於結構生物學的研究上仍屬尖端且重要之領域。除了這些membrane-associated protein/peptide在生物體與分子醫學上扮演非常重要之角色(如receptor, channel, viral fusion peptide, antimicrobial peptide 等等),在結構生物學的研究上也是極為困難之課題。

初期目標我們先挑選medium-size 和 small-size 的蛋白質以NMR的方式來進行結構鑑定。雖然在一般大型的膜蛋白仍是以X-ray方式為主要決定結構之方法,然而目前發展快速的NMR方法在模擬膜之條件下用於偵測分子量較小的膜蛋白、antimicrobial 或 fusion peptides已極為有效。此外,本研究室也以結構生物資訊與分子模擬方法建構數個重要之膜蛋白受體,除了在能提供從事分子生物與細胞生物實驗方面之結構建議,亦可進行蛋白質分子辨識之預測與大規模之虛擬藥物篩選。

胚胎幹細胞之結構轉錄蛋白質體與系統生物學研究

幹細胞具有可自我複製與分化成各種細胞,進而發育成不同組織與器官的特性。幹細胞生物學與這種細胞多能性在再生醫學基礎研究乃至於人類疾病治療的應用已成為重要的課題。從分子層次而言,幹細胞的多能性被發現與一些轉錄因子的表現與活性有關。Oct4即為透過對於數種基因的活化或抑制而被視為維持胚胎幹細胞多能性不可或缺的轉錄因子。然而對於Oct4如何調節基因表現的機制卻尚未明朗。

本實驗室主要是希望透過結構上的觀點來探討Oct4在幹細胞生物學上的調節角色。運用數種生化與生物物理方法來了解其結構與功能的關聯性,並將採用蛋白質體技術來篩選可能的共轉錄因子與調節因子。此外應用多維核磁共振技術與X光晶體學來進行結構鑑定,並探討這些生物巨分子間的交互作用。了解其交互作用機制對於轉錄因子如何在幹細胞的分化與複製造成影響有重大的意義。遠程目標根據結構上的訊息設計抑制劑來破壞蛋白間的交互作用或利用化學生物學的切入尋找能調節這些巨分子交互作用的小分子以達到調控幹細胞分化之目的,將具有醫療與生技應用的價值。

生物醫學與生技產業應用之分子酵素學與分子辨識研究

後基因體時代隨即而來的是蛋白質功能與結構之探討,而本實驗室興趣在於數個重要的生技應用與藥物開發相關之酵素。利用實驗性之蛋白質結晶學與多維核磁共振光譜學抑或分子模擬的方式決定酵素結構後,再進行結構生物資訊、分子對接(Molecular Docking)與虛擬藥物篩選(Virtual Screen)來進行藥物設計。

在這個科技突飛猛進的時代,穿梭學門跨領域的知識整合與技術應用能為複雜的生命科學與基礎醫學研究得到更完整的解釋。本實驗室屬跨領域研究並積極與許多機構如中研院生化所、生醫所、基因體中心、NMR核心設施、蛋白質體與X-ray核心設施等有良好的合作與互動。歡迎化學、物理、生化、分子生物、醫學、生科、生物資訊等等不同背景學生加入。

 

 

©2006 Hsu Research Group