2023年11月8日下午，《名师导学》课程系列讲座第六讲在学院国生厅如期举行。本次讲座邀请到国家特聘专家、英国皇家化学会Fellow、中国科学院深圳理工大学合成生物学院（筹）讲习教授张增辉老师，讲座题目为《复杂分子体系的科学研究探索》。

 张教授首先分享了自己对“自然科学”这个概念的理解，并由此讲解数学、物理、化学、生物等学科是对于不同复杂程度科学问题（即研究对象由原子到分子，再由分子到复杂分子和生命体系）开展研究的工具，指出学科交叉融合的重要意义。

 由上述的引入，张教授进一步讨论了生命体系的定义，并将微观世界和我们宏观世界进行类比，由分子的相互作用类型类比生活中人与人之间的关系、由细胞的生命拓展到人的生命，张教授通过这些巧妙的类比，正式引入对于复杂分子体系的研究的讨论。张教授提到，生命是最复杂的分子体系，并通过对于生命活动中的重要物质——蛋白质的功能、组成、结构的介绍展开对于中心话题的讲述。张教授提到，从蛋白序列预测蛋白三维结构是过去几十年都没有很好解决的科学问题，而当前AlphaFold的出现，虽然部分的解决了结构预测的问题，但其背后的机制还并不明晰，仍有待研究。紧接着，张教授详细讲解了生命活动中重要的相互作用——氢键，介绍了氢键在生物大分子中的重要地位，氢键的本质、键能和其特点，并提到氢键是生命的“化学纽带”。

 接下来，张教授介绍了理论计算和模拟在生物领域的应用，并提到理论模拟能够帮助我们从微观层面来认识、解释、指导、预测、控制和改变生物过程。同时也介绍了计算生物的发展现状，主要有基于物理模型的理论计算模拟和基于大数据的机器学习方法两种途径，并指出二者遇到的发展瓶颈和理论问题。其后，张教授通过对比传统药物的开发流程和计算辅助药物分子设计，说明计算模拟在医药研发过程的重要作用，并以蛋白-配体小分子的结合自由能预测为切入点，说明分子模拟技术如何快速的进行药物筛选。

 张教授继续介绍了基于复杂分子体系研究的两项重要运用，即免疫治疗和生物合成。免疫治疗方面，目前主要有免疫抑制分子、T细胞治疗、TCR-T治疗等重点研究领域，分别针对生命的多种免疫方式进行研究和开发。生物合成方面，张教授指出了目前化学合成普遍面临的问题和生物合成研究的重要意义，提出以酶为核心的生物转化与合成技术是最具潜力的发展方向之一，并详细介绍了酶催化反应机制的理论模拟研究。

 讲座的最后，同学们围绕针对复杂体系的分子计算模拟以及生物合成中目标物质的产生等话题，与张教授进行了积极互动。张教授用自己的专业知识为同学们悉心解答，深入浅出，切合前沿。讲座在现场热烈的掌声中圆满结束。本次讲座拓展了同学们对于学科前沿研究的认识，尤其是计算模拟领域，并启发同学们积极丰富自身知识体系、以多重视角不断探学科前沿。

                                                      (文：徐东南/审核：董昊)