劉曉紅

劉曉紅 博士 研究員

中國科學院青年創新促進會會員

中國科學院生物物理所，中科院核酸生物學重點實驗室，王江雲研究組

研究方向：化學生物學/生物無機化學

1995.9-1999.7 天津師範大學化學與生命科學學院 理學學士

1999.9-2002.7 天津師範大學化學與生命科學學院 物理化學專業 理學碩士

2002.9-2005.7 清華大學化學系有機化學專業理學博士

2005.8-2008.4 日本帝京科學大學生物技術研究中心博士后

2008.5-2014.12 中國科學院生物物理研究所，助理研究員，副研究員

2015.1-至今 中國科學院生物物理研究所研究員

（2014年12月獲中國科學院生物物理研究所“青年研究員計劃”支持）

2013年 獲中國科學院盧嘉錫青年人才獎

從事生物無機化學/化學生物學方面的研究，即通過擴展基因密碼手段在目標蛋白中編碼具有特殊功能的非天然氨基酸，進而從結構和功能上模擬生物界中含多個金屬中心的蛋白酶，比如PSII、細胞色素c氧化酶和漆酶等；在研究模型酶還原氧氣機理的基礎上設計更好的催化氧氣還原為水的模型酶；最終實現氧氣的活化，電子的傳遞等功能並進而開發其在生物能源方面的應用。作為項目/課題負責人先後承擔了教育部留學回國人員科研啟動基金、國家自然科學基金青年及面上項目等。

一．利用非天然氨基酸的定點插入, 首次實現了用18 kD 的肌紅蛋白模擬呼吸鏈中重要膜蛋白複合物細胞色素c氧化酶，該工作通過對肌紅蛋白修飾來改進蛋白酶的電子轉移動力學和底物特異性。此工作首次提供了細胞色素c氧化酶中保守翻譯后修飾Tyr-His 功能的直接證據，是蛋白質設計領域的重要進展，並有望在生物能學中獲得重要應用。

二．通過基因密碼子擴展，實現了在活細胞中編碼螯合金屬能力更強的非天然氨基酸3-吡唑基酪氨酸，為研究生物大分子中的光致電子轉移現象，及利用生物元件實現高效可控的光致電荷分離提供了有力的工具。

三．通過擴展基因密碼子，實現了具有金屬結合能力的非天然氨基酸8-羥基喹啉丙氨酸在活細胞中的編碼。在熒光蛋白的發色團中心編碼該非天然氨基酸，首次發現在活性中心插入HqALa的熒光蛋白的最大發射波長均紅移30 nm左右，蛋白的最大發射波長紅移至680 nm，為迄今為止具有最紅髮射波長的綠色熒光蛋白的類似蛋白，這些蛋白突變體將能作為體內成像研究的標記物，增加探測的靈敏度，進而進行深層組織成像或者作為熒光能量共振轉移感測器；在大腸桿菌細胞中編碼該非天然氨基酸可作為鋅離子選擇性感測器；該研究為設計蛋白感測器提供了新的策略和手段，為金屬蛋白的理性設計方面提供了有力的研究工具。

四．利用基因密碼子擴展技術，實現了在活細胞中編碼一系列鹵代酪氨酸，在熒光蛋白質中實現了分子中的光致電子轉移現象，基於光致電子轉移原理髮展了對pH及Mn（III）敏感的熒光感測器。

X.H. Liu, L Jiang1, J Li, L Wang, Y Yu, Q Zhou, X Lv, W Gong, Y Lu, JY Wang. Significant Expansion of Fluorescent Protein Sensing Ability through the Genetic Incorporation of Superior Photo-Induced Electron-Transfer Quenchers

X.H. Liu, J.S. Li C. Hu, Q. Zhou, W. Zhang, M.R. Hu, J.Z. Zhou, J.Y. Wang. Significant Expansion of the Fluorescent Protein Chromophore through the Genetic Incorporation of a Metal-chelating Unnatural Amino Acid

X.H. Liu, J.S. Li1, J.S. Dong, C. Hu, W.M. Gong, and J.Y. Wang.Genetic Incorporation of a Metal Chelating Amino Acid as a Probe for Protein Electron Transfer

X.H. Liu, Y. Yu1, C. Hu, W. Zhang, Y. Lu, and J.Y. Wang. Significant Increase of Oxidase Activity through the Genetic Incorporation of a Tyrosine-Histidine Cross-Link in a Myoglobin Model of Heme-Copper Oxidase

X.H.Liu, T. Yamaguchi, M, Saneyoshi et al. Telomerase inhibition by 3'-Azido-2',3'-dideoxynucleoside 5'-triphosphates inhibit telomerase activity in vitro, and the corresponding nucleosides cause telomere shortening in human HL60 cells

Y. Yu, Q. Zhou, L. Wang, X.H. Liu, W. Zhang, M.R. Hu, J.S. Dong, J.S. Li, X.X.Lv, H.L.Ouyang, H. Li, F.Gao, W.M. Gong, Y. Lu and J.Y. Wang. Significant Improvement of Oxidase Activity through the Genetic Incorporation of a Redox-active Unnatural Amino Acid