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水雯箐, PhD副教授 研究员 博士生导师

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GPCR组学与药物发现研究组

课题组长

姓名:

水雯箐副教授 研究员 博士生导师, PhD, 副教授

职务:

所在院所:

生命科学与技术学院、iHuman研究所

荣誉称号:

教育经历:
  • 1998/09—2001/07,复旦大学,学士
  • 2001/09—2004 /07,复旦大学,硕士
  • 2004/09—2009 /05,美国加州大学伯克利分校,博士
博士后及工作经历:
  • 2009/03—2010/04,Thermo Fisher Scientific 生物技术公司,质谱应用科学家
  • 2010/04—2015/11,南开大学,副教授,课题组组长
  • 2013/06—2016/04,中国科学院天津工业生物技术研究所,研究员,课题组组长
  • 2016/05—2020/12,上海科技大学,生命科学与技术学院/ iHuman研究所,助理教授(TENURE-TRACK)
  • 2020/12—至今,上海科技大学,生命科学与技术学院/ iHuman研究所,副教授(TENURED)

课题组简介

研究方向:
生命组学与化学生物学
研究内容:

当今的生命科学研究向精准、定量及全局化的方向不断发展,生物质谱技术被公认为精确、定量、系统性研究生命体系不可或缺的一项关键技术,而基于质谱的组学研究已发展生成为现代精准医学和生命科学的核心研究手段。


水雯箐课题组联合运用生物质谱、蛋白质组学、代谢组学、生物信息学、计算化学与GPCR药理学等多种手段,针对G蛋白偶联受体(GPCR)家族开展配体筛选与功能蛋白质组学研究,促进新结构、新活性的GPCR配体发现与新药物靶点的挖掘。主要研究方向包括:


(1)发展亲和质谱技术,用于GPCR配体筛选和受体-配体相互作用研究


发展高通量、定量测量蛋白质-小分子相互作用的亲和质谱技术,用于多种药物靶标蛋白的配体筛选,为药物候选分子早期发现建立新型关键技术。我们近年来拓展亲和质谱技术,使之专门适用于G蛋白偶联受体的配体筛选和功能研究,为这一类高难度的跨膜蛋白药物靶标家族搜寻新结构、新活性的配体,助力于G蛋白偶联受体的候选药物发现和结构生物学研究。


(2发展前沿蛋白质组学技术,对特定疾病挖掘潜在的GPCR类药物靶点,阐释疾病发生发展的新机制


建立膜蛋白质组学技术,实现对动物组织中GPCR、离子通道和转运体等多种跨膜蛋白家族的深度组学解析,加深我们对跨膜蛋白质空间分布与动态调控的理解;通过对精神类或神经性疾病动物模型的膜蛋白质组学研究,发现疾病相关的全新调控因子和分子机制,为该疾病的药物研发提供可能的新治疗靶点。


(3) 发展生物信息学策略和工具深度解析疾病相关的多维度组学数据



更多信息请见课题组网站:http://shuilab.ihuman.shanghaitech.edu.cn/home.html



研究成果展示

(1)我们建立了脑组织跨膜蛋白质组学新技术,利用数据非依赖性采集(DIA)方法获得完整性和定量精度更好的质谱数据,同时发展基于深度学习的生信工具创建了一个GPCR家族的虚拟谱图库,从而实现对GPCR在内的跨膜蛋白质组的深度解析。我们进一步利用组学新技术研究多重慢性压力诱导的抑郁模型(CUMS)中多脑区跨膜蛋白质组的全局调控,发现了19种抑郁样行为的已知调控因子和许多未知的潜在调控因子。通过体内药理学实验,我们发现两种GPCR蛋白的调节剂能够特异性得缓解小鼠的多种抑郁样表型。该研究建立了一种脑蛋白质组学研究新策略和丰富的跨膜蛋白质数据资源,加深了我们对大脑中跨膜蛋白质空间分布与动态调控的理解,也为抗抑郁药物研发提供了潜在的新靶点。该工作发表于Science Advances(2021)。


(2)我们发展了亲和质谱-代谢组学联用技术,从天然草本提取物中发现新骨架、新活性的GPCR调节剂。我们从有生物活性的天然草本粗提物中直接富集出结合GPCR靶标的配体混合物,而后采用非靶向代谢组学方法快速鉴定配体并推测其结构,进而分离得到该配体的单体化合物。利用该方法,我们从草本粗提物中分离出一组靶向5-HT2C受体的新骨架配体,其中一个新配体1857显示出很高的受体亚型选择性和信号偏向性,并在急性、慢性动物模型中展现出显著的抑制食欲和减低体重的效果。该工作发现的5-HT2C受体选择性激动剂1857是首次报道的只通过偶联Gq信号通路激活受体的阿朴菲生物碱,为靶向该受体的药物设计提供了新的分子模板。该研究结果发表于ACS Central Science (2020)


(3)我们发展了基于细胞膜的亲和质谱筛选技术,避免了对高难度GPCR靶蛋白的纯化需求,利用该方法我们筛选出一种五羟色胺受体的新型拮抗剂和四种胰高血糖素样肽-1受体的新型别构调节剂[Chemical Science2018];我们还发展了多轮富集的亲和质谱流程,能在单次试验中对20,000个小分子组成的混合物完成高效配体筛选,针对A2A腺苷受体筛选得到三种新结构的拮抗剂[Analytical Chemistry 2019]。


(4)我们发展了多种适用于蛋白质组学或代谢组学数据解析的生物信息学新策略,主要包括:利用深度学习模型建立靶向虚拟谱图库,增强对数据非依赖模式(DIA下采集的质谱数据的挖掘深度,从而显著提高对GPCR和其他跨膜蛋白家族的鉴定覆盖率 [iScience 2020];发展了不依赖于基因组测序的蛋白质单点突变分析法,可从全细胞蛋白质组数据集中直接鉴定数百个蛋白质突变位点,与基因组测序结果高度匹配[Analytical Chemistry 2016];建立了标准数据集评价多种生信工具对代谢物组结构鉴定、差异分子定量的覆盖率和准确性,进而优化整套数据处理流程,使之适用于亲和质谱配体筛选的数据解析[Anal Chim Acta. 2018]




代表性论文(*第一作者,#通讯作者)

专著

专利

项目

奖励

  • 1. 2013年,中国科学院“引进杰出技术人才”

课题组成员及合影

  • 姓名:张冰洁
    身份:助理研究员
    在组时间:2016/07-至今
    邮箱:
  • 姓名:潘琛
    身份:博士后
    在组时间:2019/07-至今
    邮箱:
  • 姓名:李珊珊
    身份:工程师
    在组时间:2016/07-至今
    邮箱:
  • 姓名:陆燕
    身份:博士研究生
    在组时间:2016/03-2020/06
    邮箱:
  • 姓名:夏丽莎
    身份:博士研究生
    在组时间:2017/01-2021/06
    邮箱:
  • 姓名:马孟纳
    身份:博士研究生
    在组时间:2017/03-至今
    邮箱:
  • 姓名:唐攀
    身份:博士研究生
    在组时间:2018/03-至今
    邮箱:
  • 姓名:辛晔
    身份:博士研究生
    在组时间:2018/03-至今
    邮箱:
  • 姓名:刘红月
    身份:博士研究生
    在组时间:2019/03-至今
    邮箱:
  • 姓名:娄荣辉
    身份:博士研究生
    在组时间:2019/03-至今
    邮箱:
  • 姓名:党婷
    身份:博士研究生
    在组时间:2020/03-至今
    邮箱:
  • 姓名:张壮壮
    身份:硕士研究生
    在组时间:2020/03-至今
    邮箱:
  • 姓名:熊星宇
    身份:本科生
    在组时间:2020/07-至今
    邮箱:
  • 姓名:郎晓雨
    身份:硕士研究生
    在组时间:2021/03-至今
    邮箱:
  • 姓名:袁诗嘉
    身份:硕士研究生
    在组时间:2021/03-至今
    邮箱:


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