张鲁嘉

食品科学专业：硕士生导师
 

    1978年生，博士。本科(微生物制药专业)和硕士(生物化工专业)毕业于南京工业大学制药与生命科学学院(现材料化学工程国家重点实验室)，博士(生物化学与分子生物学专业)毕业于华东理工大学生物工程学院(生物反器工程国家重点实验室)。个人特长计算机，中学时期首批通过了“第一届全国计算机等级考试”为最年幼的考生之一。熟悉各种主流软件、硬件，包括Linux系统，C++，Python，Fortran等语言，以及并行化、GPU加速等高性能计算。参与组建并负责维护“生物反应器工程国家重点实验室超算中心”。致力于计算学与实验学相互结合的生物技术研究，主要研究方向为：基于结构认知和理论计算的生物大分子的动态行为分析、酶分子催化机制解析和理性设计及其在食品、医药、化学、材料等领域产品生产上的应用；微生物基因组、蛋白质组、代谢组、转录组等组学研究；合成生物学等。

 具体研究内容包括：
1. 基于蛋白质结晶、同源建模等技术的蛋白质结构认知。
2. 结合实验学与计算学手段的蛋白质动态行为模拟（MD）、酶与底物的结合模式分析及催化机制解析(QM/MM)等。
3. in silico的酶分子理性设计改造策略研究。
4. 计算生物学类应用软件开发及相关软件在生化、食品等科学等领域的应用。
5. 通过生物催化与转化技术实现多种重要生化产品的高效、清洁生产。
6. 特殊性能蛋白质(酶)分子理性设计和基于高性能计算的组学分析在合成生物学研究中的应用。
7. 食品蛋白质消化代谢功能肽、呈味肽等的形成机制、生理活性、构效关系及优化加工。

 联系方式：Ljzhang@ecust.edu.cn
电话：64251923

Web: ljzhang.ecust.edu.cn

 代表性学术论文：
1. Chuan Zhang, Lujia Zhang*, Yanga Zhang, Hea Huang, Yi Hu*. Study on the research of stability and enzymatic property improvement of porcine pancreas lipase modified by ionic liquids using molecular simulation. Acta Chimica Sinica. 2016, 70(1): 74-80.
2. Tao Tu, Huiying Luo, Kun Meng, Yanli Cheng, Rui Ma, Pengjun Shi, Huoqing Huang, Yingguo Bai, Yaru Wang, Lujia Zhang*, and Yao Bin, Improvement in Thermostability of an Achaetomium sp. Strain Xz8 Endopolygalacturonase via the Optimization of Charge-Charge Interactions. Applied and Environmental Microbiology, 2015, 81(19):6938-6944.
3. Dongbing Cui, Lujia Zhang*, Shuiqin Jiang, Zhiqiang Yao, Bei Gao, Jingpin Lin, Y Adam Yuan, and Dongzhi Wei, A Computational Strategy for Altering an Enzyme in its Cofactor Preference to NAD(H) and/or NADP(H). FEBS Journal, 2015, 282(12):2339-2351.
4. Bei Gao, Youzhi Mao, Lujia Zhang*, Lei He, and Dongzhi Wei, A Novel Saccharifying α-Amylase of Antarctic psychrotolerant Fungi Geomyces pannorum: Gene Cloning, Functional Expression, and Characterization. Starch‐Stärke, 2015, OCT(26):online first.
5. Hualei Wang, Wenyuan Gao, Huihui Sun, Lifeng Chen, Lujia Zhang, Xuedong Wang, and Dongzhi Wei, Protein Engineering of a Nitrilase from Burkholderia cenocepacia J2315 for Efficient and Enantioselective Production of (R)-o-Chloromandelic Acid. Applied and Environmental Microbiology, 2015, 81(24):8469-8477.
6. Ying Yang, Lujia Zhang, Mingrong Guo, Jiaqi Sun, Shingo Matsukawa, Jingli Xie, and Dongzhi Wei, Novel α-l-Arabinofuranosidase from Cellulomonas fimi ATCC 484 and its Substrate-Specificity Analysis with the Aid of Computer. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2015, 63(14):3725-3733.
7. Tao Tu, Kun Meng, Huiying Luo, Ossi Turunen, Lujia Zhang, Yanli Cheng, Xiaoyun Su, Rui Ma, Pengjun Shi, and Yaru Wang, New Insights into the Role of T3 Loop in Determining Catalytic Efficiency of GH28 Endo-Polygalacturonases. PloS One, 2015, 10(9):e0135413.
8. Youzhi Mao, Yanchen Yin, Lujia Zhang, Siti Aisyah Alias, Bei Gao, and Dongzhi Wei, Development of a Novel Aspergillus Uracil Deficient Expression System and its Application in Expressing a Cold-Adapted α-Amylase Gene from Antarctic fungi Geomyces pannorum. Process Biochemistry, 2015, 50(10):1581-1590.
9. Lujia Zhang, Bo Yin, Cao Wang, Shuiqin Jiang, Hualei Wang, Dongzhi Wei, and Y Adam Yuan, Structural Insights into Enzymatic Activity and Substrate Specificity Determination by a Single Amino Acid in Nitrilase from Syechocystis sp. PCC6803. Journal of Structural Biology, 2014, 188(2):9.
10. Lujia Zhang, Xiaomang Tang, Dongbing Cui, Zhiqiang Yao, Bei Gao, Shuiqin Jiang, Bo Yin, Y Adam Yuan, and Dongzhi Wei, A Method to Rationally Increase Protein Stability Based on the Charge–Charge Interaction, with Application to Lipase LipK107. Protein Science, 2014, 23(1):110-116.
11. Lujia Zhang, Bei Gao, Zuanning Yuan, Xiao He, Y Adam Yuan, John ZH Zhang, and Dongzhi Wei, Structure, Mechanism, and Enantioselectivity Shifting of Lipase LipK107 with a Simple Way. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Proteins and Proteomics, 2014, 1844(7):1183-1192.
12. Zhenggui He#, Lujia Zhang#, Youzhi Mao, Jingchao Gu, Qi Pan, Sixing Zhou, Bei Gao, and Dongzhi Wei, Cloning of a Novel Thermostable Glucoamylase from Thermophilic Fungus Rhizomucor pusillus and High-Level Co-Expression with α-Amylase in Pichia pastoris. BMC Biotechnology, 2014, 14(1):114.
13. Bo Yin, Dongbing Cui, Lujia Zhang, Shuiqin Jiang, Satoru Machida, Y Adam Yuan, and Dongzhi Wei, Structural Insights into Substrate and Coenzyme Preference by SDR Family Protein Gox2253 from Gluconobater oxydans. Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics, 2014, 82(11):2925-2935.
14. Xu Liu, Chao Wang, Lujia Zhang, Zhiqiang Yao, Dongbing Cui, Liang Wu, Jinping Lin, Y Adam Yuan, and Dongzhi Wei, Structural and Mutational Studies on an Aldo-Keto Reductase AKR5C3 from Gluconobacter oxydans. Protein Science, 2014, 23(11): 1540-1549.
15. Peng Li, Jia Jia, Ming Fang, Lujia Zhang, Mingrong Guo, Jingli Xie, Yuelan Xia, Li Zhou, and Dongzhi Wei, In vitro and in vivo ACE Inhibitory of Pistachio Hydrolysates and in silico Mechanism of Identified Peptide Binding with ACE. Process Biochemistry, 2014, 49(5):898-904.
16. Yalan Liu, Lujia Zhang, Mingrong Guo, Hongxi Wu, jingli Xie, and Dongzhi Wei, Virtual Screening for Angiotensin I-Converting Enzyme Inhibitory Peptides from Phascolosoma esculenta. Bioresources and Bioprocessing 2014, 1(17):9.
17. Dongbing Cui, Lujia Zhang*, Zhiqiang Yao, Xu Liu, Jinping Lin, Y Adam Yuan, and Dongzhi Wei, Computational Design of Short-Chain Dehydrogenase Gox2181 for Altered Coenzyme Specificity. Journal of Biotechnology, 2013, 167(4):386-392.
18. Jinliang Zhang, Sha Li, Hong Xu, Peng Zhou, Lujia Zhang, and Pingkai Ouyang, Puri?cation of Xylitol Dehydrogenase and Improved Production of Xylitol by Increasing XDH Activity and NADH Supply in Gluconobacter oxydans. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2013.
19. Chun Zhang, Kai Fan, Weitao Zhang, Ruixin Zhu, Lujia Zhang, and Dongzhi Wei, Structure-Based Characterization of Canine–Human Chimeric Uricases and its Evolutionary Implications. Biochimie, 2012, 94(6):1412-1420.
20. 汤晓芒,张鲁嘉*,崔东冰,姚志强,王学东,魏东芝.通过分析来自Pyrococcus abyssi的腈水解酶中带电基团位置变化探讨蛋白耐热机制[J].生物加工过程,2012,06:29-33.
21. Huiting Song, Lichao Zhou, Lujia Zhang, Bei Gao, Dongzhi Wei, Yaling Shen, Rui Wang, Catherine Madzak, and Zhengbing Jiang, Construction of a Whole-Cell Catalyst Displaying a Fungal Lipase for Effective Treatment of Oily Wastewaters. Journal of Molecular Catalysis B-Enzymatic, 2011, 71(3-4):166-170.
22. Bei Gao, Tao Xu, Jinping Lin, Lujia Zhang, Erzheng Su, Zhengbing Jiang, and Dongzhi Wei, Improving the Catalytic Activity of Lipase LipK107 from Proteus sp. by Site-Directed Mutagenesis in the Lid Domain Based on Computer Simulation. Journal of Molecular Catalysis B-Enzymatic, 2011, 68(3-4):286-291.
23. Tao Xu, Lujia Zhang, Xuedong Wang, and Dongzhi Wei, A Novel Protocol of Energy Optimisation for Predicted Protein Structures Built by Homology Modelling. Molecular Simulation, 2010, 36(13):1104-1109.
24. Tao Xu, Lujia Zhang, Erzheng Su, Dongbing Cui, Xuedong Wang, and Dongzhi Wei, Disparity in Productive Binding Mode of the Slow-Reacting Enantiomer Determines the Novel Catalytic Behavior of Candida antarctica Lipase B. Journal of Molecular Catalysis B-Enzymatic, 2010, 62(3-4):288-296.
25. Tao Xu, Bei Gao, Lujia Zhang, Jingpin Lin, Xuedong Wang, and Dongzhi Wei, Template-Based Modeling of a Psychrophilic Lipase: Conformational Changes, Novel Structural Features and its Application in Predicting the Enantioselectivity of Lipase Catalyzed Transesterification of Secondary Alcohols. Biochimica Et Biophysica Acta-Proteins and Proteomics, 2010, 1804(12):2183-2190.
26. 王舒,毛相朝,张鲁嘉,邢艳陇,王华磊,魏东芝.应用细胞透性化技术快速提取氧化葡萄糖杆菌胞内右旋糖酐糊精酶[J].生物加工过程,2010,03:35-39.
27. Tao Xu, Lujia Zhang, Xuedong Wang, Dongzhi Wei, and Tianbi Li, Structure-Based Substrate Screening for an Enzyme. BMC Bioinformatics, 2009, 10(1):257.
28. 曹丹,王学东,张鲁嘉,张建国,魏东芝.产唾液酸酶微生物的筛选及产酶条件的优化[J].生物加工过程,2009,04:40-45.
29. LuJia Zhang, Tao Xu, Peiqing Yuan, and Dongzhi Wei, Optimizing Strategies Research on the Later Stage of Protein Structure Model. Chemical Journal of Chinese Universities-Chinese, 2008, 29(5):977-980.
30. 张建国,王学东,张鲁嘉,周英,魏东芝,李军.利用Pichia pastoris生产S-腺苷甲硫氨酸的发酵工艺[J].工业微生物,2008,03:6-11.
31. 汪吉忠,任宇红,欧伶,张鲁嘉,魏东芝.反相高效液相色谱法对大鼠体内菲达司他的药代分析[J].生物加工过程,2008,04:74-77.
32. 代书玲,张鲁嘉.糠醛及其衍生物微生物降解(转化)研究进展[J].氨基酸和生物资源, 2007,04:41-45.
33. Qun Wu, Hong Xu, Lujia Zhang, Jun Yao, and Pingkai Ouyang, Production, Purification and Properties of Gamma-Glutamyltranspeptidase from a Newly Isolated Bacillus subtilis NX-2. Journal of Molecular Catalysis B-Enzymatic, 2006, 43(1-4):113-117.
34. 代书玲,张鲁嘉,徐虹.离子交换法分离D-天冬氨酸和L-丙氨酸[J].氨基酸和生物资源,2006,01:42-45.
35. 桑莉,徐虹,李晖,张鲁嘉,姜岷.γ-聚谷氨酸产生菌的筛选及发酵条件[J].过程工程学报,2004,05:462-466.
36. 张新民,张鲁嘉,荀志金,徐虹,姜岷.γ-谷氨酰转肽酶产生菌的筛选和培养条件的研究[J].生物加工过程,2003,02:39-42.

 科研项目：
主持：
1. 国家自然科学基金（面上）, 31571786, 基于高活性血管紧张素转化酶抑制寡肽代谢和构效机制分析的蛋白食品可控串联酶解新策略研究, 2016/01-2019/12, 在研、主持。
2. 国家自然科学基金委员会-广东省人民政府联合基金（第二期）超级计算科学应用研究专项资助，2016/01-2017/12，50-1700万核小时“天河二号”超极计算机使用机时（价值5-170万），在研，主持。
3. 国家“863”计划项目, 2012AA020403, 酶分子规模化改造计算设计关键技术研究及应用, 2012/01-2015/12, 在研、子课题主持。
4. “生物反应器工程国家重点实验室”开放课题, 分枝杆菌甾醇C17位侧链C22位点降解机制研究, 2015/06-2016/05, 在研、主持。
5. 中央高校基本科研业务费专项资金资助, 基于高性能计算的脂肪酶虚拟底物筛选系统的设计与开发, 2013/01-2014/12, 已结题、主持。
6. “生物反应器工程国家重点实验室”开放课题, 计算机辅助的星虫降血压肽成分筛选与构效关系研究, 2013/06-2015/05, 已结题、主持。
7. “材料化学工程国家重点实验室”开放课题, 脂肪酶催化生物质衍生物的反应机制研究, 2010/01-2012/12, 已结题, 主持。
8. 上海华谊（集团）公司-华东理工大学研究中心技术研究项目, 生物法生产S-腺苷甲硫氨酸, 2007/01-2010/12, 已结题、主持。
参加：
1. 国家自然科学基金（青年）, 21406069, 转酮酶立体选择性的进化机制及其催化手性酮合成的研究, 2015/01-2017/12, 在研、参加。
2. 国家自然科学基金（青年）, 21406068, 腈水解酶催化形成酰胺副产物的分子机制研究及其双向改造, 2015/01-2017/12, 在研、参加。
3. 国家自然科学基金（青年）, 31301413, 计算机辅助的星虫降血压肽成分筛选与构效关系研究, 2014/01-2016/12, 在研、参加。
4. 国家自然科学基金（青年）, 31201296, 基于结构生物学与分子模拟方法的脂肪酶LipK107理性设计, 2013/01-2015/12, 在研、参加。
5. 国家“973”计划, 2012CB721003, 微生物药物合成相关的若干重要酶蛋白的构效关系与进化, 2012/01-2016/10, 在研、参加。
6. 国家“重大新药创制”科技重大专项, 2012ZX09304009, 生物技术药物中试放大及分离纯化技术平台, 2012/01-2015/12, 在研、参加。
7. 中央高校交叉学科与重大项目培育基金, 新型生物催化剂创制方法及其产业化应用技术, 2011/01-2014/12, 已结题、参加。
8. 国家“重大新药创制”科技重大专项, 2009ZX09306-001, 生物技术药物中试放大及分离纯化技术平台, 2009/01-2011/12, 已结题、参加。
9. 国家“973”计划, 2009CB724700, 新一代生物催化和生物转化的科学基础, 2009/01-2013/08, 已结题、参加。
10. 国家“863”计划项目, 2006AA020203, 工业酶的分子改造与工程化技术, 2006/01-2010/12, 已结题、参加。

 所获奖励：
1. 2015年中国酶工程与糖生物工程学术研讨会“诺维信青年优秀报告”奖，中国酶工程糖生物工程学术研讨会组委会，2015。
2. 上海市科技进步奖，一等奖，手性非天然氨基酸生物催化制备技术及其应用，上海市人民政府，2012，排名（7/15）。
3. 上海市科技进步奖，一等奖，工业酶制剂的创制与产业化关键技术，上海市人民政府，2010，排名（3/15）。
4. 上海市科技进步奖，三等奖，生物催化法制备单唾液酸神经节苷脂GM1，上海市人民政府，2006，排名（6/7）。

 授权专利：
1. 、魏东芝、张鲁嘉、张建国、杨春生、王涛、马成兵. 一种尼克酸生物学制备方法、相关的菌株及其腈水解酶诱导方法. 2010/12，中国，ZL 200910050127.3

 国家软件著作权：
1. 蛋白质热稳定计算设计系统（ETSS），V1.0，国家软件著作权登记号：    2013SR108451，2013年，编写语言：C++。
2. 酶底物虚拟筛选系统（CAESVSS），V1.0，国家软件著作权登记号：2013SR108447，2013年， 编写语言：C++&Python。

 学术会议报告：
1. 第十二届全国酶学学术讨论会，会议报告，酶底物虚拟筛选与生长软件开发，2015.9.18-20，山东威海。
2. 2015年中国酶工程与糖生物工程学术研讨会，会议报告，酶的底物谱预测新技术，2015.8.21-23，江苏镇江。
3. 第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议，特邀报告，酶分子的理性设计策略研究及应用软件开发，2014.10.26-28，江苏苏州。
4. 第六届国际分子模拟与信息技术应用学术会议，特邀报告，在结构与功能间搭桥，2012.5.13-15，江苏南京。