来鲁华

女， 北京大学化学与分子工程学院

专业领域

生物物理化学，计算化学

学习/工作经历

1980-1984，北京大学化学系，本科生；
1984-1987，北京大学化学系，硕士研究生；
1987-1989，北京大学化学系，博士研究生；
1989-1990，北京大学化学系，讲师；
1990-1992，北京大学化学系，副教授；
1992-至今，北京大学化学与分子工程学院，教授；
1998-2000，美国加州大学伯克莱分校，伯克莱访问学者；
2002-2007，北京大学化学与分子工程学院，长江特聘教授。

学术成就和学术贡献简述

来鲁华长期从事物理化学与生命科学和药学交叉研究，致力于通过揭示生物机制和发展创新理论计算方法来推动我国原创药物领域的发展。在药物靶标发现、药物全新设计和功能蛋白质设计等领域做出了突出贡献。所发展的药物设计方法与软件在国内外拥有众多用户，其中LigBuilder系列方法在药物全新设计中解决了设计化合物的可合成性与多目标分析，是具有成功应用报道实例最多的全新药物设计方法，被收入药物化学经典教材。近期的研究将人工智能方法与物理模型相结合，实现了靶标-配体的柔性对接和结合位点三维配体分子的生成设计。通过跨学科合作开拓了系统生物学与药物设计融合新方向，提出了针对疾病网络状态进行药物调控的思想，发展了关键靶标发现和多靶标治疗方案预测模型，为复杂疾病治疗提供了新途径，引领了多靶标和无序蛋白药物设计领域的发展。揭示了无序蛋白质作用规律并发展了相应的药物设计方法，拓展了可药蛋白质靶标的范围。发表学术论文300余篇，论文谷歌学术引用两万余次，申请并获得软件知识产权及专利30余项。所发展的药物设计软件被包括辉瑞、默沙东等的国际药企使用，研发的以原癌蛋白c-Myc为靶标的候选药物等已成功实现商业转让。

化学公益贡献简述

任中国化学会理事、物理化学学科委员会主任、化学生物学专业委员会委员；曾任生物物理化学专业委员会、计算机化学专业委员会、女化学家工作委员会委员等。担任中国晶体学会副理事长、中国生物信息学会生物信息与药物发现专业委员会主任、中国生物化学和分子生物学学会蛋白质科学专业委员会委员等。多次在中国化学会年会上组织物理化学及交叉学科前沿论坛，在全国化学生物学大会上组织药物化学生物学分会，在全国生物信息学与系统生物学大会上组织生物信息与药物发现相关分会，为推动物理化学与相关前沿交叉学科的发展做出了贡献。担任美国化学会Journal of Medicinal Chemistry副主编，Journal of Chemical Information and Modeling等杂志顾问编委。曾任863生物信息技术主题专家，作为首席科学家主持完成“生命过程中的重要化学问题研究”攀登项目和生物信息、药物设计相关的973、863和重点研发计划等多项国家级重大项目，为推动我国化学与生物学交叉研究及原创药物发现领域的发展做出了贡献。长期从事《结构化学基础》等本科生基础课教学，为推动我国结构化学教学发展做出了贡献。

代表性成果

一、 论文
1. Liu, Jiale; Guo, Zhen; You, Hantian; Changsheng Zhang*; Lai, Luhua*, All-atom protein sequence design based on geometric deep learning. Angewandte Chemie-International Edition, (2024), e202411461.
2. Zhu, Jintao; Gu, Zhenhui; Pei, Jianfeng*, Lai, Luhua*, DiffBindFR: an SE(3) equivariant network for flexible protein-ligand docking. Chemical Science 15(2024), 7926-7942.
3. Xie, Juan; Zhang, Weilin; Zhu, Xiaolei; Deng, Minghua; Lai, Luhua*, Coevolution-based prediction of key allosteric residues for protein function regulation. eLife, 12(2023), e81850.
4. Xie, Juan; Pan, Gaoxiang; Li, Yibo; Lai, Luhua*, How protein topology controls allosteric regulations. Journal of Chemical Physics, 158(2023), 105102.
5. Wang, Shiwei; Sun, Qi; Xu, Youjun; Pei, Jianfeng*; Lai, Luhua* A transferable deep learning approach to fast screen potential antiviral drugs against SARS-CoV-2. Briefings in Bioinformatics, 22(2021), bbab211.
6. Sun, Qi; Ye, Fei; Liang, Hao; Liu, Hongbo; Li, Chunmei; Lu, Roujian; Huang, Baoying; Zhao, Li; Tan, Wenjie*; Lai, Luhua* Bardoxolone and bardoxolone methyl, two Nrf2 activators in clinical trials, inhibit SARS-CoV-2 replication and its 3C-like protease. Signal Transduction and Targeted Therapy, 6(2021), 212.
7. Li, Yibo; Pei, Jianfeng*; Lai, Luhua* Structure-based de novo drug design using 3D deep generative models. Chemical Science, 12(2021), 13664-13675.
8. Huang, Qiaojing; Song, Pengbo; Chen, Yixin; Liu, Zhirong*; Lai, Luhua* Allosteric Type and Pathways Are Governed by the Forces of Protein-Ligand Binding. Journal of Physical Chemistry Letters, 12(2021), 5404-5412.
9. Ruan, Hao; Yu, Chen; Niu, Xiaogang; Zhang, Weilin; Liu, Hanzhong; Chen, Limin; Xiong, Ruoyao; Sun, Qi; Jin, Changwen; Liu, Ying*; Lai, Luhua*, Computational Strategy for Intrinsically Disordered Protein Ligand Design Leads to the Discovery of P53 Transactivation Domain I Binding Compounds That Activate the P53 Pathway. Chemical Science, 12(2021), 3004-3016.
10. Zhou, Huabin; Song, Zihan; Zhong, Sheng; Zuo, Linyu; Qi, Zhi*; Qu, Lijia.*; Lai, Luhua*, Mechanism of DNA-Induced Phase Separation for Transcriptional Repressor VRN1. Angewandte Chemie-International Edition, 58 (15) (2019), 4858-4862.
11. Li, Cong; Deng, Xiaobing; Zhang, Weilin; Xie, Xiaowen; Conrad, Marcus; Liu, Ying; Friedmann Angeli, José Pedro*; Lai, Luhua*, Novel Allosteric Activators for Ferroptosis Regulator Glutathione Peroxidase 4. Journal of Medicinal Chemistry, 62 (1) (2019), 266-275.
12. Xu, Youjun; Wang, Shiwei; Hu, Qiwan; Gao, Shuaishi; Ma, Xiaomin; Zhang, Weilin; Shen, Yihang; Chen, Fangjin; Lai, Luhua*; Pei, Jianfeng*, CavityPlus: A Web Server for Protein Cavity Detection with Pharmacophore Modelling, Allosteric Site Identification and Covalent Ligand Binding Ability Prediction. Nucleic Acids Research, 46 (W1) (2018), W374-W379.
13. Wang, Qian; Liberti, Maria V; Liu, Pei; Deng, Xiaobing; Liu, Ying; Locasale, Jason W*; Lai, Luhua*, Rational Design of Selective Allosteric Inhibitors of PHGDH and Serine Synthesis with Anti-tumor Activity. Cell Chemical Biology, 24 (1) (2017), 55-65.
14. Meng, Hu; Liu, Ying*; Lai, Luhua*, Diverse Ways of Perturbing the Human Arachidonic Acid Metabolic Network to Control Inflammation. Accounts of Chemical Research, 48 (8) (2015), 2242-2250.
15. Zhou, Lu; Bosscher, Mike; Zhang, Changsheng; Özçubukçu, Salih; Zhang, Liang; Zhang, Wen; Li, Charles J.; Liu, Jianzhao; Jensen, Mark P.; Lai, Luhua*; He, Chuan*, A Protein Engineered to Bind Uranyl Selectively and With Femtomolar Affinity. Nature Chemistry, 6 (3) (2014), 236-241.
16. Pei, Jianfeng; Yin, Ning; Ma, Xiaomin; Lai, Luhua*, Systems Biology Brings New Dimensions for Structure-Based Drug Design. Journal of the American Chemical Society, 136 (33) (2014), 11556-11565.
17. Zhang, Changsheng; Shen, Qi; Tang, Bo; Lai, Luhua*, Computational Design of Helical Peptides Targeting TNF. Angewandte Chemie International Edition, 52 (42) (2013), 11059-11062.
18. Bi, Shuangyu; Yu, Daqi; Si, Guangwei; Luo, Chunxiong; Li, Tongqing; Ouyang, Qi; Jakovljevic, Vladimir; Sourjik, Victor; Tu, Yuhai*; Lai, Luhua*, Discovery of Novel Chemoeffectors And Rational Design of Escherichia Coli Chemoreceptor Specificity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 110 (42) (2013), 16814-16819.
19. Liang, Huanhuan; Chen, Hao; Fan, Keqiang; Wei, Ping; Guo, Xianrong; Jin, Changwen; Zeng, Chen; Tang, Chao; Lai, Luhua*, De Novo Design of a  Motif. Angewandte Chemie-International Edition, 48 (18) (2009), 3301-3303.
20. Yang, Kun; Bai, Hongjun; Ouyang, Qi; Lai, Luhua*; Tang, Chao, Finding Multiple Target Optimal Intervention in Disease-Related Molecular Network. Molecular Systems Biology, 4(2008), 228.
21. Liu, Sen; Liu, Shiyong; Zhu, Xiaolei; Liang, Huanhuan; Cao, Aoneng; Chang, Zhijie; Lai, Luhua*, Nonnatural Protein-Protein Interaction-Pair Design by Key Residues Grafting. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 104 (13) (2007), 5330-5335.
22. Chen, Hao; Wei, Ping; Huang, Changkang; Tan, Lei; Liu, Ying; Lai, Luhua*, Only One Protomer Is Active in The Dimer of SARS 3C-Like Proteinase. Journal of Biological Chemistry, 281 (20) (2006), 13894-13898.
23. Fan, Keqiang; Wei, Ping; Feng, Qian; Chen, Sidi; Huang, Changkang; Ma, Liang; Lai, Bing; Pei, Jianfeng; Liu, Ying; Chen, Jianguo; Lai, Luhua*, Biosynthesis, Purification, And Substrate Specificity of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 3C-Like Proteinase. Journal of Biological Chemistry, 279 (3) (2004), 1637-1642.
24. Jiang, Lin; Lai, Luhua*, CH…O Hydrogen Bonds at Protein-Protein Interfaces. Journal of Biological Chemistry, 277 (40) (2002), 37732-37740.\
25. Lai, Luhua; Wang, Yanli.; Xu, Xiaojie*; Tang, Youqi, Ni, Runsheng.; Zhang, Longxiang*, Molecular Design of Trypsin Towards High Substrate Selectivity. Science in China Series B-Chemistry, 37 (1) (1994), 1-5.

二、专利
1. 来鲁华,刘亮,刘莹,韦林毅,黄常康,周广彦; 一种合成吲哚基-3-乙酰胺的新方法；批准年份：2003；专利授权号：ZL00134178.2。
2. 来鲁华，冯亚兵，刘莹，王任小，周广彦；一类磷脂酶甲2的抑制剂及其制备方法和用途；批准年份：2004；专利授权号：ZL00134179.0。
3. 来鲁华，刘莹，范可强，刘振明，魏平，陈浩，裴剑锋，刘士勇；SARS冠状病毒3CL蛋白酶抑制剂及其用途；批准年份：2006；专利授权号：ZL03146047.X。
4. 来鲁华，曹傲能，刘森，刘士勇，常智杰，王银银，程龙；具有促红细胞生长因子活性的蛋白质及其用途；批准年份：2008；专利授权号：ZL200510086708.4。
5. 来鲁华，刘莹，刘振明，范可强，黄常康，魏平，裴剑锋，刘士勇，陈浩；非肽类SARS冠状病毒3CL蛋白酶抑制剂及其用途；批准年份：2009；专利授权号：ZL200510086932.3。
6．来鲁华，刘莹，陈政；白三烯A4水解酶与环氧合酶的双功能抑制剂及其用途；批准年份：2012；专利授权号：ZL201010212520.0。
7．来鲁华，刘莹，吴屹然，尚尔昌，贺冲，何珊；芳香酯类5-LOX和mPGES-1抑制剂及应用；批准年份：2015；专利授权号：ZL201210484991.6
8. 来鲁华，刘莹，贺冲，吴屹然，何珊，尚尔昌；苯并异噻唑类5-LOX和mPGES-1抑制剂及应用；批准年份：2015；专利授权号：ZL1210484443.3。
9. 来鲁华，刘莹，尚尔昌；白三烯A4水解酶与环氧合酶的双靶标抑制剂及其用途；批准年份：2016；专利授权号：ZL201310033898.8。
10. 来鲁华，刘莹，孟虎，胡剑书；六氢引唑类15-脂氧合酶激活剂及应用；批准年份：2018；专利授权号：ZL201510504578.5。
11. 来鲁华，刘莹，王倩，刘培；一种呋喃类D-3-磷酸甘油酸脱氢酶别构抑制剂及其应用；批准年份：2020；专利授权号：ZL201610941898。
12. Luhua Lai, Ying Liu, Qian Wang, Pei Liu；D-3-phosphoglycerate dehydrogenase allosteric inhibitor and use there of；PCT申请年份：2016，申请号：PCT/CN2016/113476；美国授权年份：2020，授权号：10722489。

三、论著
1.《蛋白质的结构预测与分子设计》，来鲁华等编著，北京大学出版社，1993年，北京。
2. 《生命的化学》，攀登计划普及丛书，唐有祺主编，来鲁华、张若蘅等编著，湖南科学技术出版社，1998年，长沙。
3. 来鲁华，第六章—蛋白质结构预测的原理与方法，《生物信息学》，现代生物技术前沿丛书，赵国屏等，科学出版社，2008年，北京。
4. 来鲁华，王文宁，季长鸽，朱通，第五篇-生命科学与药物化学中的问题：第五章-蛋白质结构与功能，《中国学科发展战略：理论与计算化学》，科学出版社，2016年，北京。
5. 来鲁华，张伟林，杨为，第五篇-生命科学与药物化学中的问题：第六章-蛋白质设计，《中国学科发展战略：理论与计算化学》，科学出版社，2016年，北京。
6. Zhang, Weilin; Yuan; Yaxia; Pei, Jianfeng; Lai; Luhua, CAVITY: Mapping the Druggable Binding Site. In: Zhang W. (Eds) Computer-Aided Drug Discovery. Methods in Pharmacology and Toxicology. Humana Press, 2015, New York.
7. Qing, Xiaoyu; Wang, Shiwei; Yuan, Yaxia; Pei, Jianfeng; Lai, Luhua, Multiple Target Drug Design Using LigBuilder 3. In: Ballante F. (Eds): Protein-Ligand Interactions and Drug Design. Methods Molecular Biology (Vol. 2266, Chapter 16). Springer Protocols. Humana Press, 2021, New York.
8. Zuo, Linyu, Lai, Luhua, Qi, Zhi. Single-Molecule Imaging of the Phase Separation-Modulated DNA Compaction to Study Transcriptional Repression. In: Zhou H. (Eds): Phase-Separated Biomolecular Condensates. Methods Molecular Biology (Vol. 2563, Chapter 16). Springer Protocols. Humana Press, 2023, New York.

代表性奖励荣誉情况

1. 唐有祺，李根培，徐筱杰，来鲁华，戚正武；国家自然科学三等奖；1991年、国家奖励委员会。
2. 来鲁华；中国科协青年科技奖；1992年、中国科学技术协会。
3. 来鲁华；求是基金会杰出青年科学家奖；1995年、求是基金会。
4. 来鲁华；第一届计算机化学杰出贡献奖；2017、中国化学会计算机化学专业委员会。

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