计亮年 院士

计亮年 (Liangnian Ji; L.N.Ji 1934-) 生物无机化学家。

1956年毕业于山东大学化学系。曾任中国化学会理事,现任中山大学化学与化工学院教授、化学院院长、研究室主任。2003年当选为中国科学院院士。

他长期从事生物无机化学方面的研究工作,系统地研究了钌等小分子配合物的组成和结构与DNA的作用及其机理;在合成大量小分子配合物的基础上,用热力学、动力学及理论计算(密度泛函法)等总结了这些配合物的不同组成、结构与DNA的作用规律。总结了配合物主配体平面面积等多种因素对配合物和DNA作用方式和稳定性的影响,并进一步提出了许多具有应用前景的体系。在具有酶功能的新型配合物的合成及金属模拟酶的结构、性能及应用的研究方面设计合成了金属多吡啶、金属卟啉及金属大环三个体系共数百余种新型配合物。

计亮年院士科研成就卓著。主要表现在以下三个方面:

(一)他根据天然酶结构特点,设计、合成并筛选出11个系列200多个具有氧化酶功能的新的金属卟啉配合物和12个系列200多个具有核酸 酶功能的配合物,研究了它们的分子结构、超分子自组装和分子识别的关系,提出了构筑线性巨卟啉超分子序的“模块-连接物”超分子自组装 的新策略和咪唑并邻菲咯啉型分子平面面积逐渐增大的配体IP、PIP、HPIP等系列性合成方法。

(二)从细胞水平、分子水平到电子水平,从DNA基本分子碱基到DNA,以至RNA,阐明了小分子配合物和生物大分子之间相互作用和识别机 制。提出DNA的基本构成分子—腺嘌呤、ATP和各种不同结构的配合物之间的堆积作用和结构间的规律;发现手性配合物两个异构体插入DNA的动 力学差异;把钌和钴的二个配合物插入DNA链的不同位点,通过萤光实验证明DNA具有分子导线性质,提出两者之间能量差是电子流动的驱动力 ;从光谱观察到一个新的钌络合物可以选择性地键合到酵母tRNA;通过比较研究不同结构的配合物与DNA的作用,总结了结合强度和结合方式方 面的四大规律。

(三)提出在金属酶模型化合物结构—性质—功能之间的一系列规律,比较研究各种模拟酶到天然酶与底物的作用,阐明了它们与生物大 分子的结构特征及其与功能之间的关系和作用机理,并研究了它们的应用基础。他合成出B-DNA和Z-DNA的结构探针、二例新的DNA分子光开关 PZTP8和HNOIP、3个系列多吡啶配合物作为DNA断裂剂、可用作发光pH传感器的钌配合物,并系统研究了钌多核配合物的三阶非线性光学性质, 体外实验证明它具有良好的抑制肿瘤效果。实现了F. Basolo的理论预测,从实验上证明了锰的“茚基效应”,被Basolo教授誉为三位“茚基效 应”贡献者之一。系统地提出了“活性中心电荷转移对提高模拟氧化酶活性的规律”,测定了具有氧化酶功能配合物的分子结构,研究了金属 卟啉和不同轴向配体与氧化催化功能之间规律,实现了常温常压下将环己烷选择氧化为环己醇和环己酮。提出“酶活性中心周围蛋白微环境化 学修饰和酶活性之间规律性”,包括卟啉环对卟啉的化学修饰、聚苯乙烯对卟啉的化学修饰149等,在同样条件下与未经修饰的卟啉比较,活性 提高了近6倍。发现选出的轴向配体还可以激活天然酶,提出黑曲霉对过氧化氢酶的生物合成规律,并用酶法生产10多种微量元素药品中取得应 用前景。

他主编著作3部;发明专利4项;发表主要论文318篇。自1993年起获得省部级科技奖一等奖2项、二等奖5项。2001年国家科协授予全国优秀科技工作者称号。
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