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1楼第一名清华大学15个(信息)罗 毅支撑高速、大容量信息网络系统的光子集成基础研究(能源)卢 强我国电力大系统灾变防治和经济运行的重大科学问题的研究(能源)姚强燃烧源可吸入颗粒物的形成与控制技术基础研究(能源)过增元(合)高效节能的关键科学问题(能源)毛宗强(合)氢能的规模制备、储运及相关燃料电池的基础研究(能源)陈昌和(合)燃煤污染防治的基础研究(信息)吴澄(合)复杂生产制造过程实时、智能控制与优化理论和方法研究(材料)南策文(合)信息功能陶瓷的若干基础问题研究，(生命)陈国强(合)基于生物信息学的药物新靶标的发现和功能研究，(生命)饶子和(合)蛋白质功能、三维结构和折叠原理研究(信息)吴建平新一代互联网体系结构理论研究(信息)雒建斌高性能电子产品设计制造精微化、数字化新原理和新方法(信息)孙家广现代设计大型应用软件的共性基础（生命）孟安明利用模式动物研究遗传性出生缺陷的发生机理（能源）陈昌和燃煤污染物干法联合脱除的基础研究第二名:北京大学14个(农业)王忆平高效生物固氮作用机理及其在农业中的应用(信息)张 兴系统芯片中新器件新工艺的基础研究(信息)梅宏Internet环境下基于Agent的软件中间件理论和方法研究(生命)丁明孝细胞重大生命活动的基础与应用研究(生命)唐朝枢心脑血管疾病发病和防治的基础研究(生命)李凌松人胚胎生殖嵴干细胞的分化与组织干细胞的可塑性研究(材料)严纯华稀土功能材料的基础研究(材料)甘子钊超导科学技术(材料)刘忠范/彭练矛纳电子运算器材料的表征与性能基础研究(前沿)赵夔基于超导加速器的SASE自由电子激光的关键物理及技术问题(生命)郑晓瑛(合)中国人口出生缺陷的遗传与环境可控性研究(前沿)姜伯驹(合)核心数学的前沿问题(生命)来鲁华基因功能预测的生物信息学理论与应用(材料) 严纯华新型稀土磁、光功能材料的基础科学问题第三名: 复旦大学、华中科技大学、中国农业大学（并列,各校都有7个973首席科学家）复旦大学7人(环境)金亚秋复杂自然环境时空定量信息获取与融合处理的理论与应用(生命)杨雄里脑功能和脑重大疾病的基础研究(生命)贺福初/杨？M原人类重大疾病的蛋白质组学研究(材料)资 剑人工带隙材料的物理机制、制备及其应用研究(材料)杨玉良(合)通用高分子材料高性能化的基础研究(生命)金力(合)环境化学污染物致机体损伤及其防御的基础研究（材料）杨玉良聚烯烃的多重结构及其高性能化的基础研究华中科技大学7人(生命) 魏庆义(合)环境化学污染物致机体损伤及其防御的基础研究，(生命) 马丁(合)恶性肿瘤侵袭和转移的机理及分子阻遏，(能源) 郑楚光(合)燃煤污染防治的基础研究(综合) 罗俊基于弱力测量平台的引力及相关物理规律研究(生命) 肖传国神经损伤修复和功能重建的应用基础研究（信息）丁汉数字化制造基础研究（信息）冯丹下一代互联网信息存储的组织模式和核心技术研究中国农业大学7(农业) 孙其信农作物杂种优势及其利用的分子生物学基础(农业) 王学臣作物抗逆性与水分、养分高效利用的生理及分子基础(农业) 李 宁农业动物遗传育种与克隆的分子生物学基础研究(农业) 彭友良农作物重大病虫害成灾机理及调控基础的研究(农业) 巩志忠作物高效抗旱的分子生物学和遗传学基础(农业) 李德发畜禽肉品质性状形成的营养代谢与调控机理（农业）武维华作物应答高盐、低温胁迫的分子调控机理2楼第6名：北京师范大学 5个(环境)刘昌明黄河流域水资源演化规律与可再生性维持机理(农业)张新时草地与农牧交错带生态系统重建机理及优化生态－生产范式(综合)李小文地球表面时空多变要素的定量遥感理论及应用(综合)杨志峰生物地球化学及环境的前沿研究(综合)方维海生命体系识别和调控过程中重要化学问题的基础研究上海第二医科大学 3+1人[陈竺] 3+1 [滚动项目]+1项 [附属医院不属于教育系统](生命)曹谊林组织工程的基本科学问题(生命)盛慧珍干细胞的基础研究与临床应用(生命)陈国强基于生物信息学的药物新靶标的发现和功能研究(生命 )曹谊林组织工程学重要基础科学问题研究 [滚动课题]----“(生命)陈竺疾病基因组学理论和技术体系的建立（瑞金医院，依托基金委）”中南大学 4(材料)钟 掘提高铝材质量的基础研究（材料）邱冠周微生物冶金的基础研究（材料）张新明高性能铝材与铝资源高效利用的基础研究（材料）黄伯云高性能炭/炭复合材料的基础研究浙江大学 4(信息)鲍虎军虚拟现实的基础理论、算法及其实观(生命)郑树森移植器官慢性失功的免疫学应用基础研究（综合何赛灵新型人工电磁介质的理论与应用研究（农业）吴平作物高效利用氮磷养分的分子机理中国海洋大学 3(环境) 翟世奎(合)中国典型河口—近海陆海相互作用及其环境效应(前沿) 耿美玉糖生物学与糖化学－特征糖链结构与功能及其调控机制（环境）吴德星中国东部好大一片陆地架海洋物理环境演变及其环境效应华东理工大学3(材料)钱旭红绿色化学农药先导结构及作用靶标的发现与研究{能源} 王辅臣大规模高效气流床煤气化技术的基础研究(材料) 卢冠忠高丰度稀土元素在环境保护领域中高效、高质利用的基础研究南京工业大学 3(材料)许仲梓(合)性能水泥制备和应用的基础研究(材料)徐南平面向应用过程的膜材料设计与制备基础研究(前沿)欧阳平凯生物催化和生物转化中关键问题的基础研究中国科技大学3(前沿)郭光灿量子通信与量子信息技术(环境)）范维澄火灾动力学演化与防治基础(生命)姚雪彪调控细胞增殖重要蛋白质作用网络的研究西安交通大学 3(能源)刘志刚(合)新一代内燃机燃烧理论和石油燃料替代途径的研究(能源)郭烈锦利用太阳能规模制氢的基础研究（材料）卢天健超轻多孔材料和结构创新构型的多功能化基础研究南京大学 2 人三项(材料)王 牧光电功能晶体的结构性能、分子、微结构设计和制备过程（综合)孙义燧非线性科学中的若干前沿问题(材料)王牧光电功能晶体结构性能、分子设计、微结构设计与制备过程 [滚动]华南理工大学 2(能源)华 贲(合)高效节能的关键科学问题(材料)曹镛(合)有机／高分子发光材料重大基础问题的研究华东师范大学 2(环境)丁平兴(合，副首席)中国典型河口—近海陆海相互作用及其环境效应(生命)胡应和转基因高等动物的创建与高级脑功能分析武汉大学2(环境)李义天长江流域水沙产输及其与环境变化耦合机理研究（环境）龚健雅对地观测数据-空间信息-地学知识的转化机理上海交通大学2{生命}贺 林(合)中国人口出生缺陷的遗传与环境可控性研究{生命} 任秋实视觉功能修复的基础理论与关键科学问题(生命)3楼四川大学 2魏于全基因治疗的应用基础研究顾忠伟组织诱导性生物医用材料的基础研究吉林大学 2(综合)裘式纶(合)创造新物质的分子工程学研究(综合)崔田超高压下凝聚态物质的若干前沿问题中山大学2(信息) 许宁生新型场发射平板显示和微显示的基础研究(生命) 屈良鹄人类非编码RNA及其介导的基因表达调控太原理工大学 1人2项[滚动课题](能源)谢克昌(合)煤热解、气化和高温净化过程的基础研究谢克昌气化煤气与热解煤气共制合成气的多联产应用的基础研究北京航空航天大学 1人2项[ [滚动课题](信息)李 未网络环境下海量信息组织与处理的理论与方法研李未海量信息的协同性和可生存性的理论与实践研究究北京理工大学 1(能源)吴锋绿色二次电池新体系相关基础研究同济大学1(环境))汪品先地球圈层相互作用中的深海过程和深海记录新疆大学 1(环境)潘晓玲中国西部干旱区生态环境演变与调控研究南开大学 1(能源)耿新华(合)低价、长寿命新型光伏电池的基础研究天津大学1(能源)苏万华(合)新一代内燃机燃烧理论和石油燃料替代途径的基础研究东北大学1(信息)柴天佑(合)复杂生产制造过程实时、智能控制与优化理论和方法研究中国矿业大学 1(环境)谢和平(合)灾害环境下重大工程安全性的基础研究南京农业大学 1(农业)郑小波(合)农林危险生物入侵机理与控制基础研究华中农业大学 1(农业)张启发(合)农作物资源核心种质构建、重要新基因发掘与有效利用研究国防科学技术大学 1（信息）卢锡城虚拟计算环境聚合与协同机理研究中国石油大[北京] 1（能源）鲍晓军重油高效转化与优化利用的基础研究（中石油等）中国地质大学（北京）1（资源）王成善白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化西北大学 1(能源)刘池阳多种能源矿产共存成藏（矿）机理与富集分布规律北邮 1(信息)任晓敏新一代通信光电子集成器件及光纤的结构工艺创新基础云南大学 1(环境)何大明纵向岭谷区生态系统变化及西南跨境生态安全云南农业大学 1（农业）朱有勇农业生物多样性控制病虫害和保护种质资源的原理与方法西南农业大学 1（农业）夏庆友家蚕主要经济性状功能基因组与分子改良研究首都医科大学 1（生命）王晓民神经变性病的机制和防治的基础研究第三军医大学 1（生命）蒋建新严重创伤救治与损伤组织修复的基础研究第四军医大学 1（生命）陈军脑功能的动态平衡调控各领域分布：“973计划”项目课题验收会围绕落实《规划纲要》，“十一五”期间，973计划将围绕农业、能源、信息、资源环境、人口与健康、材料、综合交叉和重要科学前沿等领域，解决国家重大战略需求领域的关键科学问题，组织实施重大科学研究计划。
蛋白质农药产业化研究进展蛋白质农药是由微生物产生的，对多种农作物具有生物活性的蛋白激发子类药物。
通过激发植物自身的抗病防虫、生长发育相关基因的表达，增强植物的免疫能力，促进植物生长。
蛋白质农药的作用机理在性质上类似动物免疫的抗病机制，属于一种新型、广谱、高效、多功能生物农药。
随着新型环保生物技术的不断研究与发展，近年来，有关激发植物免疫抗病和促生增产作用的微生物蛋白农药的研究，已引起国内外的广泛关注和重视。
2001年，美国EDEN公司从细菌源过敏蛋白中开发出的Messenger(康壮素)农药产品，在美国获得登记，被EPA列为免检残留的农药产品，准许在所有作物上使用。
2001年，该产品的开发荣获美国环境保护委员会颁发的“总统绿色化学挑战奖”，并被称为是“植物保护和农产品安全生产上的一次绿色革命”，现已在美国、墨西哥、西班牙等国的烟草、蔬菜和果树上广泛应用。
2004年， Messenger经我国农业部农药检定所(ICAMA)审定，取得了农药临时登记证，推荐在番茄、辣椒、烟草和油菜上使用。
蛋白激发子是基于诱导增强植物抗病性、抗逆性而研制的新型生物农药，与一般概念上的生物农药不同，其本身对病原物无直接杀死作用。
根据激发子来源和性质的不同，主要分为3类，其主要特征见表l。
1 过敏蛋白(Harpin)过敏蛋白是一种能够使植物发生过敏反应的一类蛋白质的总称，这类蛋白质来源于植物病原微生物。
Wei等首次发现梨火疫病菌(Erwinia omyZ ouora)的hrpN基因编码的一种新蛋白质能诱导植物产生过敏反应，并将其命名为Harpin。
并首次提出Harpin激发植物过敏反应(Hypersensitive response，HR)与抗病性的关系，提出了过敏蛋白具有诱导植物抗病功能LIj。
Harpin蛋白并不直接作用于靶标作物，而是刺激作物产生自然的免疫机制，使植物能抵抗一系列的细菌、真菌和病毒的侵染。
其作用机理是与植物表面的特殊受体结合，产生植物防御信号，激发植物产生多种防卫反应。
项目名称：肝病发生发展中的蛋白质翻译后修饰及其调控的定量蛋白质组学研究首席科学家：徐平中国人民解放军军事医学科学院放射与辐射医学研究所起止年限：2011.1至2015.8依托部门：总后勤部卫生部二、预期目标1．总体目标本课题研究的总体目标是充分发挥我国在肝病模型、标本和肝脏蛋白质组研究方面的优势，利用定量蛋白质组学的原理和方法，对肝病发生发展过程中磷酸化、泛素化、糖基化蛋白质本身及其异质体的修饰位点、修饰类型、计量关系和动态变化规律以及控制机理进行系统研究。
考察这些翻译后修饰在肝病病因、预后和治疗中的价值。
通过本研究，我们将建立高效率、低成本的蛋白质磷酸化、泛素化、糖基化修饰和糖链结构解析的定性、定量研究技术；揭示肝病发生和癌变过程中磷酸化蛋白质信号通路的开关机制、泛素化调控的蛋白质量变引起质变的规律以及糖基化在肝癌发生发展和转移中的变化趋势，阐明这些翻译后修饰在肝病发生发展中的生理病理机制；筛选、鉴定一批具有诊断和药靶意义的肝病相关翻译后修饰蛋白或翻译后修饰调控蛋白。
本项目的开展将加速我国定量疾病蛋白质组学研究体系的形成，培养一批从事蛋白质翻译后修饰研究的专门人才，产生一批具有国际影响力的论文和成果，继续保持我国肝病蛋白质组学研究基地在国际上的竞争优势。
2．五年目标1）发展一套高通量、高准确度和高精度的磷酸化、泛素化和糖基化蛋白质组的定性、定量研究技术及平台。
2）系统比较在肝细胞癌发生发展过程中，HBx侵染宿主细胞后引起宿主细胞蛋白质磷酸化修饰进而导致HCC的分子机制，和肝细胞极性蛋白磷酸化修饰及其调控的下游蛋白磷酸化在肝细胞癌发生发展中的作用机制。
阐明该过程信号途径和调控网络；发现肝病发展过程中磷酸化控制的关键蛋白；探索这些验证的关键蛋白作为药靶和肝病标志物的可能性。
3）建立特定泛素链形成和脱泛素化的酶学决定机制和关系网络；筛选以Smurf1、NEDL1/2和SCF为代表的特异性泛素化蛋白质；构建2个E3基因敲除小鼠模型，鉴定8-10个新的E3调控蛋白，揭示2-3类新的E3活性调控机制；获得2-3个在肝癌发生发展过程中发生显著变化的泛素连接酶，提供1个候选肝癌标志物。
国家重点基础研究发展计划973计划国家重点基础研究发展计划（973计划）“十一五”发展纲要国科发计字〔2006〕433号国家重点基础研究发展计划（973计划）是具有明确国家目标、对国家的发展和科学技术的进步具有全局性和带动性的基础研究发展计划，旨在解决国家战略需求中的重大科学问题，以及对人类认识世界将会起到重要作用的科学前沿问题，提升我国基础研究自主创新能力，为国民经济和社会可持续发展提供科学基础，为未来高新技术的形成提供源头创新。
一、“十五”期间的部署自启动以来，973计划在农业、能源、信息、资源环境、人口与健康、材料、综合交叉和重要科学前沿领域进行了重点部署。
农业领域围绕促进农业可持续发展和提高我国未来农产品竞争力等目标中的重大科学问题，重点部署了以新品种、新品质为目标的农业动植物功能基因组与分子改良研究，提高农业资源利用效率的农作物杂种优势利用、提高光合作用效率、生物固氮以及水分养分高效利用的研究，针对我国农业生态安全面临的重大问题，在生物多样性控制病虫害、生物农药与绿色化学农药、转基因生物安全、外来生物入侵、重大动物疫病防控、西部典型森林植被对农业生态系统的影响等方面进行了统筹部署。
能源领域针对我国能源结构以煤为主、液体燃料严重缺乏、能源消耗带来严重环境污染等重大问题，部署了煤炭气化液化、多联产、燃煤污染物干法联合脱除、预防煤矿瓦斯动力灾害等方面的基础研究；油气藏勘探、开发和利用等方面重点部署了天然气、煤层气成藏机理和高效催化转化、提高石油采收率的基础研究；大规模利用发等方面面临严峻挑战的现实，重点开展了恶性肿瘤、心脑血管疾病和老年病等重大疾病发病机理研究，部署了基因治疗、器官移植、严重创伤等临床相关基础研究及生殖健康、出生缺陷的研究，在创新药物方面有针对性地安排了先导化合物发现与优化、药物靶标发现与确认和中药方剂的研究，并对前沿热点研究领域如疾病基因组、蛋白质组、干细胞、组织工程、免疫学及表观遗传学研究进行了前瞻性部署，同时针对严重传染病和中医药基础研究设立了专项。
蛋白质组学色谱－质谱技术及其数据处理匡伟，张举华，荣双梅北京理工大学生命科学与技术学院，北京（100081）E-mail：kuangwei1984@摘要:蛋白质组学已经成为一门重要的生物科学，其作用与地位在后基因组时代尤显突出。
本文对蛋白质组学的研究现状和意义进行了综述，并对研究蛋白质的重要手段色谱——质谱技术做了介绍。
最后着重分析了色谱——质谱数据的处理层次和相关的免费处理软件。
相信各种技术和方法会共同推动蛋白质组学的发展，并为人类的健康服务。
关键词：蛋白质组学，色谱技术，质谱技术，质谱数据处理1. 蛋白质组学的研究现状和意义1.1 研究现状“蛋白质组学”(proteomics)是澳大利亚Macquarie大学的Wilkins和Williams等于1994年在意大利的一次学术会议上首次提出的，最早见诸于1995年的《Electrophoresis》杂志上[1]。
当时是指“由一个细胞或一个组织的基因所表达的全部蛋白质”。
这个概念刚刚建立不久，有些人还对其还有些模糊，但对其的研究却已经掀起热潮。
国际上蛋白质组研究进展十分迅速，不论基础理论还是技术方法，都在不断进步和完善。
相当多的细胞的蛋白质组数据库已经建立，相应的国际互联网站也层出不穷。
1996年，澳大利亚建立了世界上第一个蛋白质组研究中Australia Proteome Analysis Facility(APAF)。
丹麦、加拿大、日本也先后成立了蛋白质组研究中心。
在美国，各大药厂和公司在巨大财力的支持下，也纷纷加入蛋白质组的研究阵容。
在瑞士成立的GeneProt公司，是由以蛋白质组数据库“SWISSPROT”著称的蛋白质组研究人员成立的。
2001年4月，在美国成立了国际人类蛋白质组研究组织（Human Proteome Organization, HUPO）。
2001年《科学》杂志已把蛋白质组学列为六大研究热点之一，其“热度”仅次于干细胞研究，名列第二。
项目名称：基于蛋白质结构与相互作用的计算生物学研究首席科学家：蒋华良中国科学院上海药物研究所起止年限：2009.1至2013.8依托部门：中国科学院一、研究内容拟解决的关键科学问题本项目围绕基于蛋白质结构及其相互作用开展计算生物学研究这一目标, 拟解决如下关键科学问题：1、分子动力学模拟的空间和时间尺度：分子动力学等计算生物学方法是在原子水平上模拟蛋白质及其复合体动力学行为的有效途径。
然而，现有的全原子水平MD方法在模拟的空间和时间尺度上均存在缺陷：(1)不能用于模拟蛋白质复合体等复杂体系的模拟。
虽然目前MD方法能模拟含有上百万个原子组成的体系，但要模拟神经突出囊泡这样更复杂的系统还十分困难。
为此人们发展了粗略化MD模拟方法，这又带来另外一个问题，即丢失了许多详细的原子信息；(2)不能进行长时间(> s)模拟(图1)。
许多重要的生物和生理现象产生的时间尺度是毫秒(ms)甚至几十秒(如一些离子通道门控)，理论上讲只有进行生理时间尺度的MD模拟，才能获得有生物学意义的信息。
一方面目前的计算机硬件还不能进行如此长时的MD模拟，另一方面，目前描述生物体系的势能函数(Harmitonian)和算法因辛(Symplectic)不守恒，长时间模拟会造成轨迹发散。
虽然发展了SMD 和TMD等方法，在MD模拟时人为地加速蛋白质的构象变化，但因这些方法是在非平衡状态下模拟蛋白质等生物大分子的动力学行为，有可能得不到真实的运动轨迹。
这些缺陷严重限制了蛋白质动力学行为以及下面要讨论的生物网络形成的结构基础等研究。
因此，如何提高MD模拟的空间和时间尺度，是本项目拟解决的一个关键科学问题。
我们拟发展粗略化和常规动力学相结合(CGC-MD)等多尺度计算方法，解决MD模拟的空间尺度问题，既能模拟复杂体系，又能获得蛋白质复合体重要部位原子水平的动力学性质；运用我国著名数学家冯康院士独创的辛几何算法和著名力学家钟万勰院士(本项目的研究骨干之一)发展的精细积分方法，解决MD模拟的时间尺度问题。
2、蛋白质相互作用网络形成的结构基础与动力学机制：蛋白质－蛋白质相互作用在生物网络中起重要作用，蛋白质复合体是生物网络的重要功能模块。
因此，在蛋白质及其复合体三维结构的基础上研究生物网络的功能，探索蛋白质相互作用网络形成的结构基础和动力学机制是本项目拟解决的另一个关键科学问题。
解决这一问题的切入点是研究蛋白质的动力学行为、蛋白质－配体结合的动力学行为与网络动力学之间的关系，即将分子动力学和网络动力学行为关联起来。
因此，蛋白质复合体(物)三维结构预测、蛋白质－蛋白质、蛋白质－配体(代谢产物、核酸等)相互作用热力学和动力学参数精确计算在研究中起重要作用。
然而，目前还没有成熟的方法可以预测蛋白质复合体(物)的三维结构，精确计算蛋白质－蛋白质(配体)相互作用动力学参数(如k on和k off)的方法还未见报道。
我们拟在上述新的分子动力学方法发展的基础上，发展构建蛋白质复合物和复合体新方法；在我们小分子－蛋白质结合和解离优化途径方法的基础上，发展蛋白质－蛋白质(配体)作用动力学参数计算方法；选择适当的生物网络(通路)进行具体的分子动力学和网络动力学关联模拟研究和实验验证。
3、功能蛋白质设计的效率：蛋白质设计主要包括全新蛋白质设计、酶设计和蛋白质结合对象(partner)设计。
蛋白质全新设计是蛋白质折叠问题的反问题，最具挑战性。
由于蛋白质折叠问题还没有完全解决(Science杂志选出的125个最难解决科学问题之一)，因此目前还没有一套成熟的全新蛋白质设计方法，除设计出简单折叠方式的蛋白质(如螺旋束蛋白质)外，真正全新设计出的蛋白质还很少报道。
目前所存在的主要问题有：(1)缺乏用于发现蛋白质新的折叠模式的理论和方法；(2)在侧链安装计算中无法很好地考虑蛋白质主链的柔性问题；(3)基于现有力场的打分函数不足以对好坏序列进行区分。
由于全新蛋白质设计的缺陷，目前酶设计基本上采用对现有蛋白质突变或结构改造的方法，不能设计出具有特定催化功能、结构全新的酶；现有蛋白质新结合蛋白的设计也是根据已知蛋白质－蛋白质复合物的三维结构，突变某些蛋白质的氨基酸，以提高蛋白质相互作用的亲和性。
由于全新蛋白质设计和精确计算蛋白质－蛋白质相互作用热力学和动力学参数困难，基于蛋白质相互作用的蛋白质设计也没有一个普遍的方法。
这些缺陷使得目前蛋白质设计的效率不高，因此，提高蛋白质设计的效率是本项目拟解决的又一关键问题。
我们拟在自己发展的蛋白质嫁接、反向分子对接和蛋白质－蛋白质动力学模拟模拟等方法的基础上，发展高效蛋白质设计方法，并与实验研究结合，获得具有特定功能的蛋白质。
主要研究内容针对上述计算生物学研究中当前面临的重要科学问题和我国蛋白质科学研究的需求和机遇，确定本项目研究内容：1、蛋白质动态行为和相互作用模拟新方法研究发展新的分子动力学模拟、蛋白质复合体三维结构模建和蛋白质－蛋白质(配体)相互作用热力学(Thermodynamic)和动力学(Kinetic)参数计算方法，提高分子模拟的空间和时间尺度，为其他课题(研究内容2－4)研究提供新的计算生物学方法学。
2、蛋白质及其复合体动态行为的分子动力学模拟选择重要蛋白质和复合体，特别是与内容3和4研究相关的体系，进行大规模、长时间分子动力学研究，结合分子和细胞生物学实验，获得这些蛋白质和复合体的动力学行为(Dynamic Trajectory)、精确的热力学和动力学参数。
这部分研究一方面可以验证研究内容1发展方法的可靠性，也为下面的内容3和4研究提供必要的理论数据。
3、蛋白质相互作用网络形成的结构基础与动力学分析选择重要的生物网络，进行分子动力学和网络动力学关联研究，并用适当的分子生物学、细胞生物学和生物物理等实验方法验证理论预测结果。
具体研究内容是：用上述发展的方法构建网络上关键模块蛋白质复合体(物)的三维结构，并进行分子动力学模拟和相互作用计算(研究内容2可以提供部分数据)，计算网络中其他分子与蛋白质或复合体的相互作用(包括结合构象、热力学和动力学参数)；在获得这些参数的基础上，运用一定的数学方法构建生物网络的动力学模型，并分析其动力学行为，以此获得分子动力学和网络动力学的相关性；设计合适的实验，验证理论计算结果。
这部分研究内容一方面可以继续验证内容1发展方法的可靠性，也可以在网络水平验证内容2计算结果的可靠性，同时也为下面的功能蛋白质设计提供重要的线索。
4、功能蛋白质分子设计这部分研究内容如下：(1) 在内容1发展的方法基础上，发展新的功能蛋白质设计方法，提高蛋白质设计效率；(2) 设计有医药和工业应用前景的功能蛋白质，并进行实验研究，验证新的蛋白质设计方法的可靠性和效率；(3) 与研究内容2衔接，根据蛋白质复合体MD模拟结果，设计新的蛋白质，并进行功能研究，进一步验证我们发展的方法以及理论预测的结果；与研究内容4衔接，根据网络动力学分析结果设计特定的蛋白质，作为探针分子研究生物网络的生物功能。
这部分研究，一方面可以获得具有重要医药和工业用途的新蛋白质，也继续验证了我们发展方法的可靠性，同时也为生物网络功能的实验研究提供特异性的探针分子。
二、预期目标总体目标从我国蛋白质科学研究的重大需求以及发现重要生命现象和规律相关计算生物学关键科学问题出发，建立计算和实验相结合生物学研究新模式；发展蛋白质及其复合体动力学行为模拟、网络动力学分析和蛋白质设计等计算生物学新方法；在此基础上，针对炎症、肿瘤和糖尿病相关重要生物网络，开展分子动力学和网络动力学关联性研究，与实验研究相结合，发现新的信号转导调控机制和生物学新现象；根据蛋白质相互作用和网络动力学分析结果，设计具有生物医药价值和工业用途的新蛋白质。
取得一批重要的创新成果，为提升我国蛋白质科学研究的水平奠定坚实的基础。
同时，以本项目的实施为契机，促进计算科学、数学、物理和化学与生命科学研究的衔接和交叉集成，培养一批高水平的研究人才。
五年预期目标1、发展先进的、能用于蛋白质复合体和生物网络等复杂生物系统模拟的计算生物学方法，包括蛋白质复合体结构模建和动力学模拟方法、蛋白质相互作用热力学和热力学参数计算方法、基于蛋白质结构的网络动力学模拟方法和高效蛋白质设计方法，以及与此相应的、具有自主知识产权的新算法、软件和数据库。
争取在提高分子模拟的时空尺度和蛋白质设计的效率方面取得突破。
2、针对炎症、肿瘤和糖尿病相关网络和通路，发现2个以上重要信号转导通路形成的分子机制，争取在分子动力学和网络动力学关联性研究方面取得具有国际影响的重大成果和突破。
3、获得2个以上具有特定生物功能的新蛋白质，为发现具有生物医药和工业应用价值的新型蛋白质奠定基础。
4、在国际重要学术刊物上发表高水平论文50篇以上。
取得一批具有国际影响的原创性成果，申请专利和软件版权10项以上。
5、培养一支高水平、能承担计算生物学前沿研究任务的人才队伍。
三、研究方案总体研究方案学术思想本项目以基于蛋白质结构和相互作用生物网络研究为目标, 运用“多尺度、多层次分子模拟和网络动力学分析相结合”以及“理论计算与实验研究相结合”的基本策略，组织计算生物学、计算力学、分子与细胞生物学、化学和生物物理等优势力量，开展多学科综合性研究。
项目将在发展计算生物学新方法的基础上，综合运用分子模拟、复杂蛋白质复合体结构模拟和网络动力学分析等方法，结合相应的生物学实验平台，建立基于蛋白质结构和相互作用进行计算生物学研究的集成技术体系。
应用所发展的方法和建立的技术体系，选择比较重要、并且已有良好研究基础的生物网络，开展分子动力学和网络动力学关联性研究，并在此基础上开展具有特定生物功能新蛋白质的设计。
技术途径图2. 总体研究方案和技术路线示意图图2显示了本项目的总体研究方案和技术路线。
在方法学发展和建立公共计算平台基础上，实现“理论计算和实验相结合”的计算生物学研究新模式，扩展计算生物学的应用范围，开展分子动力学和网络动力学关联性和蛋白质设计研究。
1、计算生物学方法发展和公共计算平台的建立这是本项目的方法学源头，包括：蛋白质复合体(物)模建方法，多尺度分子动力学模拟方法，蛋白质－蛋白质(配体)相互作用热力学和动力学参数计算方法。
将这些计算方法整合，发展成适合于各种计算平台的软件系统，供参与本项目的研究人员使用。
这些方法的发展，为进行“基于蛋白质结构和相互作用的生物网络”研究提供重要的方法学保障和计算平台。
具体研究内容和技术方案将在课题1中叙述。
2、多尺度、多层次模拟和实验相结合策略探索“分子动力学和网络动力学关联性”(图2中A→C)是本项目的核心研究内容。
我们拟采用的技术方案是，在上述方法学发展的基础上，运用多尺度和多层次的模拟方法，研究生物网络形成的分子机制，获得描述生物网络中各个节点(功能模块)的热力学和动力学行为的参数(图2B)，将这些参数归属(反馈)到生物网络的节点中，作为网络动力学分析的基础参数，再运用合适的数学方法建立生物网络的动力学模型，即通过A→B→C的方式研究生物网络的动力学行为。
