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结构糖脂生物学

课题组长

姓名：

张璐助理教授研究员博士生导师, PhD, 助理教授

职务：

所在院所：

生命科学与技术学院、免疫化学研究所

荣誉称号：

教育经历：

2001/09—2005/06，天津大学，学士
2005/09—2008/07，南开大学，硕士
2016/09—2019/12，南开大学，博士

博士后及工作经历：

2019/12—2020/07，上海科技大学免疫化学研究所，访问学者
2008/07—2016/05，南开大学生命科学学院，药物化学生物学国家重点实验室，科学技术处
2011/03—2013/06，国家科学技术部
2020/07—至今，上海科技大学，生命科学与技术学院、免疫化学研究所，助理教授（TENURE-TRACK）

课题组简介

研究方向：

结构生物学，糖脂生物学，膜蛋白生物学，抗细菌性病原体分子药理学与新药发现

研究内容：

1. 结核分枝杆菌细胞壁通路药物靶标膜蛋白结构生物学和新药发现;

2. 人源蛋白质糖基化和糖脂跨膜运输对生命过程的调控机制和疾病的发生机制。

研究重点是结核杆菌细胞壁聚糖/糖脂/脂质生物合成的分子机制；全新药物靶标膜蛋白结构研究，基于靶点结构的药物发现；人源O糖基化，N糖基化，和膜性细胞器间糖脂分子跨膜运输的结构基础。

课题组网站：

研究成果展示

1. 揭示一线抗结核药物乙胺丁醇的精确作用机制（中国2020年度重要医学进展）

上海科技大学免化所张璐等在国际上首次成功解析一线抗结核药物乙胺丁醇靶点蛋白质—Emb蛋白复合体的“药靶-药物”三维空间结构，揭示了乙胺丁醇作用于该靶点的精确分子机制和临床乙胺丁醇耐药突变发生的分子机制。这也是乙胺丁醇问世半世纪以来，科学家首次从分子水平上破解这一抗结核“传统老药”的抑菌机制，是结核病关键药靶领域一项重大突破，为新药研发和解决耐药结核病问题奠定了重要基础。相关研究成果以“研究超长文”形式发表在2020年Science杂志。

(L. Zhang, Science, 2020)

2. 抗结核细胞壁通路全新靶标—膜蛋白磷酸核糖转移酶催化阿拉伯糖基供体合成的分子机制。

AG和LAM通路已被证实是一线药物乙胺丁醇作用靶标（Zhang Lu, Science, 2020），DPA是AG和LAM中阿拉伯聚糖合成的唯一糖基供体，由分枝杆菌独特的膜蛋白磷酸核糖转移酶催化合成。我们解析了磷酸核糖转移酶与其供体/受体底物结合的两种高分辨三维结构，阐明了其在细胞膜上招募双底物，实现反转式(inverting)磷酸核糖转移的分子机制。为基于新靶点的细胞壁靶向性药物开发奠定理论基础。相关研究成果以研究长文形式发表在2024年微生物学国际顶尖杂志Nature Microbiology。（张璐课题组，饶子和课题组合作成果）

(S. Gao, Nature Microbiology, 2024)

3. 综合利用结构生物学，糖生物学和分子对接等手段，首次报道了Mtb细胞壁AG的阿拉伯糖起始合成的选择特异性和结构基础，提供了靶向细胞壁通路的抗结核新药靶点信息。相关研究成果以研究长文形式发表在2023年国际权威杂志PNAS。（张璐课题组）

(Y. Gong, PNAS, 2023)

4. 张璐，饶子和受邀在国际权威性杂志Current Opinion in Structural Biology发表综述，系统性回顾结核分枝杆菌细胞壁通路关键膜蛋白药物靶标蛋白质复合物的结构和药物作用机制。（张璐课题组，饶子和课题组合作成果）

(L. Zhang, Current Opinion in Structural Biology, 2023)

5. 张璐课题组在结核分枝杆菌利福平耐药机制方面取得新进展，成果发表在国际综合权威刊物美国科学院院刊（PNAS）。解析了介导利福平耐药的ABC转运体多种状态的冷冻电镜结构，为理解由外排系统介导的耐药结核病提供分子基础。

(Y. Wang, PNAS, 2024)

代表性论文（*第一作者，#通讯作者）

1. Zhang, Lu*; Zhao, Yao*; Gao, Yan; Wu, Lijie; Gao, Ruogu; Zhang, Qi; Wang, Yinan; Wu, Chengyao; Wu, Fangyu; Gurcha, Sudagar S.; Veerapen, Natacha; Batt, Sarah M.; Zhao, Wei; Qin, Ling; Yang, Xiuna; Wang, Manfu; Zhu, Yan; Zhang, Bing; Bi, Lijun; Zhang, Xian'en; Yang, Haitao; Guddat, Luke W.; Xu, Wenqing; Wang, Quan^#; Li, Jun^#; Besra, Gurdyal S.^#; Rao, Zihe^#; .Structures of cell wall arabinosyltransferases with the anti-tuberculosis drug ethambutol.SCIENCE. 12 Jun 2020. 368(6496):1211.
2. Zhang, Lu*; Zhao, Yao*; Gao, Ruogu*; Li, Jun; Yang, Xiuna; Gao, Yan; Zhao, Wei; Gurcha, Sudagar S.; Veerapen, Natacha; Batt, Sarah M.; Besra, Kajelle Kaur; Xu, Wenqing; Bi, Lijun; Zhang, Xian'en; Guddat, Luke W.; Yang, Haitao; Wang, Quan^#; Besra, Gurdyal S.^#; Rao, Zihe^#; .Cryo-EM snapshots of mycobacterial arabinosyltransferase complex EmbB(2)-AcpM(2).PROTEIN & CELL. 03 May 2020. 11(7):505-517.
3. Zhang, Bing*; Li, Jun^#*; Yang, Xiaolin; Wu, Lijie; Zhang, Jia; Yang, Yang; Zhao, Yao; Zhang, Lu; Yang, Xiuna; Yang, Xiaobao; Cheng, Xi; Liu, Zhijie; Jiang, Biao; Jiang, Hualiang; Guddat, Luke W.; Yang, Haitao^#; Rao, Zihe^#; .Crystal Structures of Membrane Transporter MmpL3, an Anti-TB Drug Target.CELL. 24 Jan 2019. 176(3):636-+.
4. Gong, Yicheng*; Wei, Chuancun; Wang, Jun; Mu Nengjiang; Lu, Qinhong; Wu, Chengyao; Yan, Ning; Yang, Huifang; Zhao, Yao; Yang, Xiuna; Sudagar S Gurcha; Natacha Veerapen; Sarah M Batt; Hao, Zhiqiang; Da, Lintai; Gurdyal S Besra^#; Rao, Zihe ; Zhang, Lu^#.Structure of the priming arabinosyltransferase AftA required for AG biosynthesis of Mycobacterium tuberculosis.Proc Natl Acad Sci U S A. 30 May 2023.
5. Shan Gao*; Fangyu Wu*; Sudagar S Gurcha; Sarah M Batt; Gurdyal S Besra^#; Zihe Rao^#; Lu Zhang^#.Structural analysis of phosphoribosyltransferase-mediated cell wall precursor synthesis in Mycobacterium tuberculosis.Nature microbiology. Mar 2024.
6. Yinan Wang*, Shan Gao , Fangyu Wu , Yicheng Gong , Nengjiang Mu , Chuancun Wei, Chengyao Wu, Jun Wang , Ning Yan, Huifang Yang , Yifan Zhang , Jiayi Liu, Zeyu Wang , Xiuna Yang , Sin Man Lam , Guanghou Shui , Siyuan Li , Lintai Da , Luke W Guddat , Zihe Rao, Lu Zhang ^#.Cryo-EM structures of a mycobacterial ABC transporter that mediates rifampicin resistance.Proc Natl Acad Sci U S A. 2024.

专著

专利

项目

奖励

1. 2020年，中国2020年度重要医学进展
2. 2020年，上海市青年拔尖人才
3. 2021年，惠永正糖科学奖青年创新奖
4. 2022年，浦江创新论坛青年先锋
5. 2023年，女科学家优秀成果奖一等奖

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课题组成员及合影

姓名：王忆楠

身份：博士研究生

在组时间：2017/09-至今

邮箱：
姓名：吴承尧

身份：博士研究生

在组时间：2018/09-至今

邮箱：
姓名：王俊

身份：博士研究生

在组时间：2019/09-至今

邮箱：
姓名：吴方羽

身份：博士研究生

在组时间：2019/09-至今

邮箱：
姓名：高珊

身份：博士研究生

在组时间：2020/09-至今

邮箱：
姓名：杨子南

身份：硕士研究生

在组时间：2020/09-2023/06

邮箱：
姓名：龚宜诚

身份：博士研究生

在组时间：2020/09-至今

邮箱：
姓名：陆芹洪

身份：硕士研究生

在组时间：2020/09-2023/06

邮箱：
姓名：穆能江

身份：硕士研究生

在组时间：2020/08-至今

邮箱：
姓名：魏传存

身份：博士研究生

在组时间：2021/03-至今

邮箱：
姓名：杨慧芳

身份：硕士研究生

在组时间：2022/03-至今

邮箱：
姓名：颜宁

身份：博士研究生

在组时间：2022/01-至今

邮箱：
姓名：张伊凡

身份：硕士研究生

在组时间：2022/09-至今

邮箱：
姓名：刘嘉怡

身份：硕士研究生

在组时间：2023/01-至今

邮箱：
姓名：陈思梦

身份：硕士研究生

在组时间：2023/09-至今

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姓名：胡心怡

身份：硕士研究生

在组时间：2023/09-至今

邮箱：
姓名：王雅馨

身份：硕士研究生

在组时间：2023/09-至今

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姓名：王泽宇

身份：硕士研究生

在组时间：2023/09-至今

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