个人简介

目前主要从事于有机污染物在生物体内蛋白酶中催化代谢过程和机理的计算研究工作。近年来，先后在J. Am. Chem. Soc., Environ. Sci. Technol., ACS Catal.等国际期刊发表SCI论文10多篇。 ◆研究简介 酶是由细胞产生的大分子生物催化剂。细胞中绝大部分的新陈代谢过程的发生都依赖酶的参与以提高催化效率，维持正常的生命活动。酶分子中直接与底物结合并起催化作用的关键区域是酶的活性中心，其中一般包括一些氨基酸残基的侧链以及部分辅酶或辅基。我们主要利用量子化学（QM）方法以及量子力学与分子力学结合（QM/MM）的方法研究一些外源性有机化合物（如环境污染物和药物）在酶活性位点的结合方式及代谢机制，确定酶催化的最优路径、反应过程中涉及到的过渡态和中间体的结构以及相关的能量学信息，并阐明酶活性中心关键残基的重要作用，为外源性有机化合物在生命体中的代谢途径研究提供理论基础。 ◆工作学习经历 2016.07−至 今，浙江师范大学，地理与环境科学学院环境科学系，讲师、副教授； 2011.09−2016.06，山东大学，化学与化工学院，博士； 2007.09−2011.06，安徽师范大学，化学与材料科学学院，学士。 ◆科研项目 1. 国家自然科学基金青年项目，“烟草特异亚硝胺致癌物在P450酶中的代谢活化及毒性作用机制研究（21707122）”，2018.01-2020.12，主持; 2. 山东省微生物工程重点实验室开放课题，“理性设计提高漆酶热稳定性的研究”，2017.09-2019.09，主持。 ◆学术报告 1. 2017.10，第九届全国环境化学大会，浙江杭州，分会口头报告。 2. 2014.06，第十二届全国量子化学会议，山西太原，墙报。 ◆教学情况 为本科生（中文班和英文班）主讲《环境统计与软件应用》和《大学化学》等课程。 ◆学生指导 2018.05指导姚婷吉等同学获2018年国家级大学生创新创业训练计划项目立项。 教育经历 Education Background 2007.9 2011.6 安徽师范大学 应用化学 大学本科毕业 学士学位 2011.9 2016.6 山东大学 物理化学 博士研究生毕业 博士学位 工作经历 Work Experience 2016.7 至今 浙江师范大学 地理与环境科学学院 教师 科研项目 烟草特异亚硝胺致癌物在P450酶中的代谢活化及毒性作用机制研究-2020/12/31

研究领域

理论环境化学/环境计算化学/计算毒理学 酶催化有机污染物代谢转化机制 水体消毒副产物形成机制 污染物构效关系研究

酶是由细胞产生的大分子生物催化剂。细胞中绝大部分的新陈代谢过程的发生都依赖酶的参与以提高催化效率，维持正常的生命活动。酶分子中直接与底物结合并起催化作用的关键区域是酶的活性中心，其中一般包括一些氨基酸残基的侧链以及部分辅酶或辅基。我们主要利用量子化学（QM）方法以及量子力学与分子力学结合（QM/MM）的方法研究一些外源性有机化合物（如环境污染物和药物）在酶活性位点的结合方式及代谢机制，确定酶催化的最优路径、反应过程中涉及到的过渡态和中间体的结构以及相关的能量学信息，并阐明酶活性中心关键残基的重要作用，为外源性有机化合物在生命体中的代谢途径研究提供理论基础。

近期论文

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1. Guangcai Ma, Haiying Yu*, Ting Xu, Xiaoxuan Wei, Jianrong Chen, Hongjun Lin, Gerrit Schüürmann. Computational Insight into the Activation Mechanism of Carcinogenic N’-Nitrosonornicotine (NNN) Catalyzed by Cytochrome P450. Environ. Sci. Technol., 2018, 52, 11838−11847 (SCI 1区top, IF2017= 6.653, 链接). 2. Hao Su, Guangcai Ma, Yongjun Liu. Theoretical Insights into the Mechanism and Stereoselectivity of Olefin Cyclopropanation Catalyzed by Two Engineered Cytochrome P450 Enzymes. Inorg. Chem., 2018, 57, 11738−11745 (SCI 2区top, IF2017= 4.700, 链接). 3. Guangcai Ma, Quan Yuan, Haiying Yu*, Hongjun Lin, Jianrong Chen, Huachang Hong. Development and evaluation of predictive model for bovine serum albumin-water partition coefficients of neutral organic chemicals, Ecotox. Environ. Safe., 2017, 138, 92–97 (SCI 2区, IF2017= 3.974, 链接). 4. Guangcai Ma, Wenyou Zhu, Yongjun Liu*. QM/MM studies on the calcium-assisted β-elimination mechanism of pectate lyase from bacillus subtilis. Proteins-structure Function & Bioinformatics, 2016, 84, 1606–1615. (SCI 3区, IF2017= 2.274, 链接) 5. Beibei Lin, Guangcai Ma, Liu, Yongjun Liu*. Mechanism of the Glutathione Persulfide Oxidation Process Catalyzed by Ethylmalonic Encephalopathy Protein 1. ACS Catal., 2016, 6, 7010–7020. (SCI 1区top, IF2017= 11.384, 链接) 6. Guangcai Ma, Wenyou Zhu, Hao Su, Na Cheng, Yongjun Liu*. Uncoupled epimerization and desaturation by carbapenem synthase: mechanistic insights from QM/MM studies. ACS Catal., 2015, 5, 5556–5566. (SCI 1区top, IF2017= 11.384, 链接) 7. Guangcai Ma, Na Cheng, Hao Su, Yongjun Liu*. Exploring the substrate-assisted acetylation mechanism by UDP-linked sugar N-acetyltransferase from QM/MM calculations: the role of residue Asn84 and the effects of starting geometries. RSC Adv., 2015, 5, 7781–7788. (SCI 3区, IF2017= 2.936, 链接) 8. Guangcai Ma, Lihua Dong, Yongjun Liu*. Insights into the catalytic mechanism of dTDP-glucose 4,6-dehydratase from quantum mechanics/molecular mechanics simulations. RSC Adv., 2014, 4, 35449–35458. (SCI 3区, IF2017= 2.936, 链接) 9. Xiaohua Chen*（导师）, Guangcai Ma, Weichao Sun, Hongjing Dai, Dong Xiao, Yanfang Zhang, Yongjun Liu*, and Yuxiang Bu. Water promoting electron hole transport between tyrosine and cysteine in proteins via a special mechanism: double proton coupled electron transfer. J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 4515−4524. (SCI 1区top, IF2017= 14.357, 链接) 10. Guangcai Ma, and Yongjun Liu*. The reaction mechanism of UDP-GlcNAc 5,6-dehydratase: a quantum mechanical/molecular mechanical (QM/MM) study. Theor. Chem. Acc., 2014, 133, 1524. (SCI 4区, IF2017= 1.545, 链接) 11. Guangcai Ma, Yulin Li, Lixin Wei, Yongjun Liu*, and Chengbu Liu. A density functional theory study on the catalytic mechanism of hydroxycinnamoyl-CoA hydratase-lyase. Int. J. Quantum Chem., 2014, 114, 249–254. (SCI 3区, IF2017= 2.568, 链接) 12. Shujun Zhang, Hao Su, Guangcai Ma, Yongjun Liu*. Quantum mechanics and molecular mechanics study of the reaction mechanism of quorum quenching enzyme: N-acyl homoserine lactonase with C6-HSL. RSC Adv., 2016, 6, 23396–23402. (SCI 3区, IF2017= 2.936, 链接) 13. Beibei Lin, Hao Su, Guangcai Ma, Yongjun Liu*, Qianqian Hou. Theoretical study of the hydrolysis mechanism of dihydrocoumarin catalyzed by serum paraoxonase 1 (PON1): different roles of Glu53 and His115 for catalysis. RSC Adv., 2016, 6, 60376–60384. (SCI 3区, IF2017= 2.936, 链接) 14. Shujun Zhang, Guangcai Ma, Yongjun Liu*, and Baoping Ling. Theoretical study of the hydrolysis mechanism of 2-pyrone-4, 6-dicarboxylate (PDC) catalyzed by LigI. J. Mol. Graph. Model., 2015, 61, 21−29. (SCI 4区, IF2017= 1.885, 链接) 15. 章瑜, 杨新亚, 于海瀛, 马广才*. 烯酰基-辅酶A水合酶催化机理的理论研究. 化学学报, 2017, 75, 494–500.