魏冬青，男，上海交通大学生命科学技术学院生物信息与生物统计系教授，博士生导师，副主任。主要研究方向为生物信息学、生物物理学。开发了分子模拟与计算机辅助药物设计软件SAMM，构建了多个数据库；首次从理论上证明了铁电液晶的存在。主持国家863项目:“药物代谢酶SNPs与药物的类药性一体化预测软件的研究与开发”, 两个国家自然科学基金项目， 完成5个国家自然科学基金项目以及2个省部级重点项目。至今发表SCI文章100多篇，主编专著2本，9篇邀请评述文章，参与13篇专著的有关章节编写。

个人简介

个人经历

研究领域(生物信息学 计算物理学)

发表论文(邀请评述文章: 专著: 引用较高的论文（以往发表的）: 软件著作权:)

科研成果

个人简介

性别：男

职务：上海交通大学 生命科学技术学院 教授 博士生导师

研究方向： 生物信息学 生物物理学

社会兼职：Springer期刊“Interdisciplinary Sciences – Computational Life Sciences” (交叉科学 – 计算生命科学)主编，“Current Pharmaceutical Biotechnology”和“Current Drug Metabolism”,guest editor, “J. Atomic and Molecular Physics”Managing Editor, 国际交叉科学家联合会主席(International Association of Scientists in The Interdisciplinary Areas(IASIA))，中国交叉科学学会副理事长。“Molecular Simulation”, “Journal of Molecular Graphics and Modeling”, “原子分子物理学报” 等12家期刊编委。

个人经历

1987年7月在美属波多黎各大学获博士学位

1987年8月-1992年12月加拿大不列颠哥伦比亚大学做博士后研究和研究学者

1993年1月-2006年2月加拿大计算及其应用研究中心，任研究员

2000年2月-2000年7月北京大学教授

2000年8月-2006年2月蒙特利尔理工学院教授

2002年1月起任加拿大康克迪亚大学分子设计研究中心成员(兼职)

2003年1月-2006年1月，天津市及天津师大特聘教授（海河学者），天津大学博士生导师，生物信息与药物开发研究所所长

2006年2月起任上海交通大学生物信息与生物统计系教授，博士生导师，副主任，以及微生物代谢国家重点实验室成员

研究领域

生物信息学，生物物理学，计算以及理论化学物理学

生物信息学

开发了分子模拟与计算机辅助药物设计软件SAMM，构建了小分子数据库(1500万)， 中药有效成分数据库， 药物靶标数据库，以及细胞色素P450酶多态性基因型-表型相关性数据库。

开发了统计预测模型以及基于web的软件工具并应用到药物构效关系，药物代谢动力学和基因表型相关性的研究中。利用同源建模的方法预测出了多个蛋白质的3D结构,丰富并完善了由序列到结构的结构生物信息学方法。

系统开展了重要膜蛋白(Alpha7, PLN, M2 of Influenza A and B)，DNA-蛋白体系(Sox2-Oct1-Hoxb1),以及重要工业用酶(脂肪酶T1 lipase) 的分子动力学模拟研究，提出了DNA转录的Tethered-Hopping 模型，和药物小分子调控离子通道开关以及脂肪酶高温活性的分子机制。以蛋白（靶标）结构为基础开展了药效团/数据库搜索、对接，分子与蛋白相互作用和分子动力学模拟等系列工作。

将现代计算机药物设计方法和中药有效成分等数据库应用到药物设计和分子优化的实践中，病毒(SARS,HIV,H5N1, H1N1)和老年痴呆等疾病的药物设计。

在抗SARS药物研究中取得了较为突出成绩, 完成了一种抗SARS八肽的设计，合成和生物活性评估。实验证明八肽制剂对病毒有一定的抑制作用，作用强弱与剂量有一定的相关性，其半数有效浓度(EC50)值为：2.7×10-5 mg/ml，比其他药物小2个数量级，可以作为药物先导化合物（魏冬青等“一种抑制冠状病毒的多肽及其衍生物”, 专利号：ZL2004 1 0018679.3）。

发现了花椒有效成分gx-50对人类老年痴呆受体α7有抑制作用，有可能成为先导化合物。对CYP450酶进行了系列研究，从不同人的基因多态性出发，研究酶对药物代谢动力学的规律，对个性化用药和药物设计进行了初步探索。

被Current Medicinal Chemistry， Current Topics on Medicinal Chemistry , Pharmacogomics 邀请撰写评述文章。参与哈佛，MIT联用研究生教材的一个章节（“Automation in Genomics and Proteomics: An Engineering Case-Based Approach”）。

计算物理学

最近取得突破进展，采用量子分子动力学的方法模拟了固体硝基甲烷爆炸的全过程，从而理论上全面了解其爆炸反方应的机理。人类使用炸药已有千年的历史，但至今爆炸机理仍不清楚。所以这是该领域的里程碑式的成果，论文发表在物理学最顶级的杂志Phys. Rev. Letter之上。

最主要的学术成绩是首次从理论上证明了铁电液晶的存在，论文发表在《物理学评论快讯》以及《物理学评论》上，并被广泛引用(400多次)。它解决了统计物理上长期困扰的问题，这个问题是1916年由玻恩(Max Born)提出来的，即偶极相互作用可能形成方向有序的液体状态。他使人们认识到这个简单的体系包涵复杂的相结构和有趣的物理现象。同时这一发现开拓了液晶研究的新领域，即研究近球状分子形成的铁电液晶，著名的物理学家M. E. van Leeuwen and B. Smit指出( Phys. Rev. Lett. 71, 3991-3994 (1993))魏和Patey关于软球的分子动力学模拟代表了最重要的贡献, 它证明了偶极相互作用力单独可以生成方向有序的液体状态，在高密度时变成铁电固体，也是首次证明了向列铁电液体的存在。

发表论文

长期从事结构生物信息学与生物物理学研究，发表SCI文章150多篇， 主编专著5本，10篇邀请评述文章，参与13篇专著的有关章节编写。 论文插图三次被选为杂志封面。这些工作为国际同行所广泛引用和正面评述，经SCI检索，截止到2011年7月，已累积引用 超过 3000次，最高单篇他引 200次，H 因子33。 是国内同行中引用较高的学者之一。

1. IF: 9.02-Ruo-Xu Gu, Limin Angela Liu*, and Dong-Qing Wei*, “ Equilibrium of four binding states of anti-viral drug rimantadine in M2-lipid bilayer system”, J. Am. Chem. Soc., 133 (28), 10817–10825(2011).

2. IF: 7.33-Jing Chang, Peng Lian, Dong-Qing Wei*, Xiang-Rong Chen, Zizheng Gong and Qingming Zhang, “Thermal decomposition of the solid phase of nitromethane: Ab initio molecular dynamics simulations”, Phys. Rev. Lett. 105, 188302 -188305(2010).

3. IF:3.23 H. R. Arias, Ruo-Xu Gu, Dominik Feuerbach, Bao-Bao Guo, Yong Ye, and D.Q. Wei*, “Novel Positive Allosteric Modulators of the Human α7 Nicotinic Acetylcholine Receptor”, Biochemistry, 50, 5263–5278(2011).

4. IF:4.351 - Peng Lian, Dong-Qing Wei*, Jing-Fang Wang*, Kuo-Chen Chou, “An Allosteric Mechanism Inferred from Molecular Dynamics Simulations on Phospholamban Pentamer in Lipid Membranes”, PLoS ONE , 6, e18587(2011).

5. IF: 2.40 - Dong-Qing Wei*, Lin Gao, Jiao Zhang, Li-Wei Yan, Jin-He Hu, Lang Chen, Zi-Zheng Gong, Yong-Xin Guo, Yu Han, “Role of dipole elongation in orientationally ordered liquids”, Phys. Rev. E. 83, 061703-061707 (2011).

6. IF: 3.82 - Tao Zhang, Limin Liu*, David Lewis and D.Q. Wei*, "Long-Range Effects of a Surface Mutation on the Enzymatic Activity of Cytochrome P450 1A2", J. Chem. Info. Modeling, 51 , 1336–1346(2011).

7. IF:3.23 - Hugo R. Arias*, Ruo-Xu Gu, Dominik Feuerbach,and Dong-Qing Wei, “Different interaction between the agonist JN403 and the competitive antagonist methyllycaconitine with the human alpha7 nicotinic acetylcholine receptor”, Biochemistry, 49, 4169-4180(2010).

8. Cited 1 times, IF:3.82 - Jue Li, Dong-Qing Wei*, Jing-Fang Wang*, and Yi-Xue Li, “A Negative Cooperativity Mechanism of Huma n CYP2E1 Inferred from Molecular Dynamics Simulations and Free Energy Calculations”, J. Chem. Inf. Model., 51 (12), 3217–3225(2011).

9. Cited 2 times, IF:4.22 -Peng Lian, Limin Angela Liu, Yongxiang Shi*, Yuxiang Bu*, D.Q Wei*, “Tethered-hopping model for protein-DNA binding and unbinding based on Sox2-Oct1-Hoxb1 ternary complex simulations”, Biophys J. 98,1285-93(2010).

10. Cited 5 times, IF: 3.82 - Ying Wang, Dong-Qing Wei*, and Jing-Fang Wang*, “Molecular Dynamics Studies on T1 Lipase: Insight into a Double-Flap Mechanism”, J. Chem. Info. Model, 50, 875 (2010).

11. Cited 17 times, IF: 3.02 - Jing-Fang Wang, Dong-Qing Wei*, Yi-Xue Li*, and K.C. Chou, “Molecular dynamics studies on the interactions of PTP1B with inhibitors: from the first phosphate-binding site to the second one”, PEDS, 22, 349-355(2009).

12. Cited 30 times, IF: 2.59 - Jing-Fang Wang, Dong-Qing Wei*, Kuo-Chen Chou, “Insights from investigating the interactions of adamantane-based drugs with the M2 proton channel from the H1N1 swine virus”, Biochem. Biophys. Res. Commun., 388, 413-417(2009).

邀请评述文章:

1. Cited 15 times, IF: 4.63 - Jing-Fang Wang, Cheng-Cheng Zhang, , Jing-Yi Yan, Kuo-Chen Chou, Dong-Qing Wei* , “Structure of cytochrome P450s and personalized drug”, Current Medicinal Chem, 16, 232-244(2009).

2. Cited 2 times, IF: 1.52 - X. Guo, J.F. Wang, Y. Zhu, D.Q. Wei*, “Recent Progress on Computer-Aided Inhibitor Design of H5N1 Influenza A”, Current Computer Aided Drug Des. 6(2), 139-146(2010).

3. IF: 4.774 -Ruo-Xu Gu, Yu-Qing Zhong and Dong-Qing Wei*, “Structural basis of agonist selectivity for different nAChR subtypes: insights from crystal structures, mutation experiments and molecular simulations”, Current Pharmaceutical Design, 17, 1652-1662(2011).

4. IF: 3.896, Qi Chen, Tao Zhang, Jing-Fang Wang* and Dong-Qing Wei*，“Advances in Human Cytochrome P450 and Personalized Medicine”, Current Drug Metabolism, 12, 436-444 (2011).

5. IF: 2.573 - Tao Zhang, Qi Chen, Li Li, Limin Angela Liu* and Dong-Qing Wei*,“ In silico prediction of CYP-mediated drug metabolism”, Combinatorial Chemistry & High Throughput Screening, 14, 388-395(2011).

专著:

1. Dong-Qing Wei, Xijun Wang(editors), “Theory and Application of Computational Chemistry”, AIP Conference Proceedings Volume 1102, American Institute of Physics Press, 2009. ISBN: 978-0-7354-0637-7.

2. Limin Angela Liu, Dong-Qing Wei and Yixue li, “Interdisciplinary Research and Applications in Bioinformatics, Computational Biology, and Environmental Sciences”, ISBN:1609600649, IGI Global, 2010.

3. Limin Angela Liu, Dong-Qing Wei, Yixue Li and Huimin Lei, “Handbook of Research on Computational and Systems Biology: Interdisciplinary Applications”, ISBN: 9781609604912, IGI Global, 2011.

4. Rong-Xiu Li, Dong-Qing Wei and Yan Feng, “The Protein Structure Simulation and Design”, Chinese Chemical Industrial, 2011, ISBN：9787122101839.

引用较高的论文（以往发表的）:

5. Cited 204 times, IF: 2.59 - K. C. Chou, D. Q. Wei, and W.Z. Zhong, “Binding Mechanism of Coronavirus Main Proteinase With Ligands and its Implication to Drug Design Against SARS”, Biochemical and Biophysical Research Communications, 308, 148(2003).

6. Cited 197 times, IF: 7.33 - D.Q. Wei and G.N. Patey, “Orientational Order in Simple Dipolar Liquids: Computer Simulation of a Ferroelectric Nematic Phase”, Phys. Rev. Letter, 68, 2043,(1992).

7. Cited 118 times, IF: 2.92 - D.Q. Wei and D.R. Salahub, “Hydrated Proton Clusters and Solvent Effects on the Proton Transfer Barrier: a Density Functional Study”, J. Chem. Phys., 101, 7633(1994).

8. Cited 116 times, IF: 2.86 - D.Q. Wei and G.N. Patey, “Ferroelectric Liquid Crystal and Solid Phases Formed by Strongly Interacting Dipolar Spheres”, Phys. Rev., A, 46, 7783, (1992).

9. Cited 96 times, IF 3.88 - Suzanne Sirois, Dong-Qing Wei, Qishi Du, Kuo-Chen Chou, “Virtual Screening for SARS-CoV Protease Based on KZ7088 Pharmacophore Points”, J. Chem. Info. Comput. Sci., 44, 1111, 2004.

10. Cited 93 times, IF: 2.92 - D.Q. Wei, D.R. Salahub, “Hydrated Proton Clusters: Ab Initio Molecular Dynamics and Simulated Annealing”, J. Chem. Phys., 106, 6086(1997).

11. Cited 87 times, IF:9.02 - R.C. Dunbar, T.B., McMahon, D. Tholmann, D.S. Tonner, D.R. Salahub and D.Q. Wei, “Zero-pressure Thermal Radiation Induced Dissociation of Gas-phase Cluster Ions: Comparison of Theory and Experiment for (H2O)2Cl- and (H2O)3Cl- ”, J. Am. Chem. Soc., 117, 12819, (1995).

12. Cited 80 times, IF: 2.92 - D.Q. Wei and G.N. Patey, “Dynamics of Molecular Liquids: a Comparison of Different Theories with Application to Wave Vector Dependent Dielectric Relaxation and Ion Solvation”, J. Chem. Phys. 93, 1399 (1990).

13. Cited 78 times, IF: 2.92 - L. Blum and D.Q. Wei, “Analytical Solution of the Mean Spherical Approximation for an arbitrary Mixture of Ions and a Dipolar solvent”, J. Chem. Phys. 87, 555 (1987).

14. Cited 75 times, IF: 2.59 – Dong-Qing Wei, Qi-Shi Du, Hao Sun, Kuo-Chen Chou, “Insights from modeling the 3D structure of H5N1 influenza virus neuraminidase and its binding interactions with ligands”, Biochemical and Biophysical Research Communications, 344, 1048 (2006) .

15. Cited 72 times, IF: 1.84- Jing-Fang Wang, Dong-Qing Wei*, Chao Chen, Yixue Li, Kuo-Chen Chou, “Molecular Modeling of Two CYP2C19 SNPs and Its Implications for Personalized Drug Design”, Protein and Peptide Letters, 15, 27-32(2008).

16. Cited 71 times, IF:2.28 - D.Q. Wei and D.R. Salahub, “A Combined Density Functional and Molecular Dynamics Simulation of a Water Molecule in Aqueous Solution”, Chem. Phys Letter, 224, 291(1994).

专利:

1. 魏冬青，周国城，甘一如，杜奇石， “一种抑制冠状病毒的多肽及其衍生物”, 专利号：ZL 2004 1 0018679.3, 2006年一月。

2. 魏冬青，乔中东，顾若虚，王朝霞，汤茂萍，“(E)-N-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙基]-3-苯基丙烯酰胺化合物在制备抗阿尔兹海默症药物中的应用”，专利申请号：201010619738.8，申请日期：2010-12-28.

3. 魏冬青，马玉坤，“预防和治疗阿尔兹海默症的潜在药物—gx50，gx51，gx52，gx180的化学合成方法”，专利申请号：201110439656.x，申请日期：2012-1-06。

软件著作权:

1 基于Maccskey分子指纹搜索软件V1.0 2009SR030823 2009.08.05

2 天然中药小分子数据库软件V1.0 2009SR042815 2009.09.27

3 基于神经网络的药物代谢预测软件V1.0 2009SR056211 2009.12.02

4 基于SVM的细胞色素P450酶SNP预测软件V1.0 2010SR019961 2010.05.01

5 基于药物分子数据库的分子指纹搜索软件V1.0 2010SR042160 2010.08.18

6 细胞色素酶P450氨基酸突变酶活性改变数据库软件V1.0 2010SR042161 2010.08.18

7 药物、药物靶标数据库及其网络搜索平台软件V1.0 2010SR042163 2010.08.18

8 基于蛋白质信息的DNA结合位点预测工具软件 2010R11L055771 2010.08.09

9 基于支持向量机的药代预测软件 2010R11L055833 2010.08.09

10 蛋白质活性位点抽取软件 2010R11L055755 2010.08.09

11 基于Convex Hull的蛋白质活性位点搜索软件 2010R11L055766 2010.08.09

12 SNP预测的序列数据处理软件 2010R11L055742 2010.08.09

科研成果

主持国家863项目:“药物代谢酶SNPs与药物的类药性一体化预测软件的研究与开发”（已结题）, 完成6个国家自然科学基金项目以及2个省部级重点项目。 作为大会主席主持召开2008年理论与计算化学国际会议(Theory and Application of Computational Chemistry(TACC) 2008, 千人参会，60个大会报告，2/3来自国外，是我国该本领域的盛会)，第二届IEEE生物信息学及生物医学工程大会( Bioinformatics and Biomedical Engineering Conferences， 2009), 以及2009-2011年计算与系统生物学国际会议（ International Conference on Computational and System Biology）。获得第五届焦善庆研究奖，2011年上海交大横山亮次奖，2010以及2011年两次获上海交大推荐申报教育部“十大科技进展”（985 高校每年推荐3人）。姓名：魏冬青

参与了deMon软件开发，特别是QM/MM与 ab initio MD 模块的编写，开发了分子模拟与计算机辅助药物设计软件SAMM，构建了小分子数据库(300万)，1500万个配体与蛋白质复合物资源库， 中药有效成分数据库， 药物靶标数据库，以及细胞色素P450酶多态性基因型-表型相关性数据库。把支持向量机和神经网络等非线性方法开发了统计预测模型以及基于web的软件工具并应用到药物构效关系，药物代谢动力学和基因表型相关性的研究中。利用同源建模的方法预测出了多个蛋白质的3D结构,丰富并完善了由序列到结构的结构生物信息学方法。系统开展了重要膜蛋白(α7, PLN, M2 of Influenza A and B)，DNA-蛋白体系(Sox2-Oct1-Hoxb1),以及重要工业用酶(脂肪酶T1 lipase) 的分子动力学模拟研究，提出了DNA转录的Tethered-Hopping 模型，和药物小分子调控离子通道开关以及脂肪酶高温活性的分子机制。

以蛋白（靶标）结构为基础开展了药效团/数据库搜索，对接，分子与蛋白相互作用和分子动力学模拟等系列工作。将现代计算机药物设计方法和中药有效成分等数据库应用到药物设计和分子优化的实践中，病毒(SARS,HIV,H5N1, H1N1)和老年痴呆等疾病的药物设计。在抗SARS药物研究中取得了较为突出成绩, 完成了一种抗SARS八肽的设计，合成和生物活性评估。实验证明八肽制剂对病毒有一定的抑制作用，作用强弱与剂量有一定的相关性，其半数有效浓度(EC50)值为：2.7×10-5 mg/ml，比其他药物小2个数量级，可以作为药物先导化合物（魏冬青等“一种抑制冠状病毒的多肽及其衍生物”,专利号：ZL2004 1 0018679.3）。

通过虚拟筛选，我们发现花椒有效成分gx-50有可能作为治疗阿尔兹海默症的候选药物。通过实验，证实了gx50小分子能够结合到目标蛋白α7烟碱乙酰胆碱受体（α7 nAChR）上。Aβ淀粉样蛋白（-amyloid）在脑部的聚集是阿尔兹海默症重要的病理特征。Aβ淀粉样蛋白（-amyloid）能够毒害神经元细胞，从而导致神经细胞的调亡。通过实验，证实了gx50分子能够有效地抑制Aβ淀粉样蛋白（-amyloid）诱导的神经胶质细胞的炎性因子的分泌，阻止细胞凋亡蛋白的表达，减少细胞凋亡，从而有效地保护神经细胞。除此以外，gx50能够直接作用于Aβ淀粉样蛋白（-amyloid），使其解聚，从而抑制其对神经元的毒害作用。最后我们测定了gx50对于神经元细胞活性的影响，发现gx50对神经元基本无害。

基于实验筛选和理论研究对细胞色素酶P450中的不同的SNPs对药物代谢能力的影响都进行了系统的研究，包括（1）实验上利用常规方法克隆出细胞色素酶的野生型和多种突变多态性基因，并对多态性基因克隆进行了免疫印迹验证，同时对多态基因在酵母中进行表达和对重组酶的酶活性和酶学进行了动力学检测；（2）在实验研究的基础上利用分子动力学模拟方法和量子力学方法对不同家族的细胞色素酶P450与药物之间的相互作用以及不同的SNP对酶活性发生的不同作用的机制进行了研究，并收集相关数据构建出与CYP相关的药物小分子数据库及对SNP及ADME 在线预测平台，开发相关的药物设计软件，并获得软件著作权12个。

通过分子模拟和平均力势能曲线（potential of mean force）的计算，对两种结构和机理不同的抗流感病毒药物抑制质子通道蛋白（M2）与药物相结合的复合物构型进行了结构，动力学，热力学上的比较，并发现通道中央结合位点能量更稳定，但须克服很大的能垒；C-端蛋白表面结合位点结合能不很稳定，但没有明显的能垒，从而更易被药物分子相结合。这项工作提出了抗病毒药物机理实验研究的新方向，并为设计新型抗病毒药物提供了有效的理论方法和指导。

最近完成的科研项目

1“药物代谢酶SNPs与药物的类药性一体化预测软件的研究与开发”, 国家863计划生物信息专项，项目编号：2007AA02Z333，2007-2011，264万元， 项目负责人。

2 “阿尔茨海默氏症天然药物的设计、筛选以及相关的理论研究”，国家自然科学基金，项目编号：30870476, 2009-2011，30万元，项目负责人。

3“重大新药创制”科技重大专项“十一五”计划第二批课题, 综合性新药研究开发技术大平台, 9600万元, 项目编号2009ZX9301-007, 项目参与人。

4 “复杂环境化学反应体系的理论计算方法与应用研究”，国家自然科学基金，项目编号：20773085, 2008-2010，26万元，项目负责人。