健康医学院教师发表系列成果持续推进智慧医疗与健康照护研究-德州学院

健康医学院教师发表系列成果持续推进智慧医疗与健康照护研究

发布时间：2026-05-06

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近日，健康医学院“医药及康养智慧医疗与健康照护关键技术攻关团队”在计算结构生物学、分子动力学模拟及生物医用功能材料研究中取得系列进展。团队核心成员童明琼副教授围绕蛋白质与纳米材料相互作用、受体信号转导机制、甜味受体识别机制以及水凝胶多尺度模拟等方向持续开展研究，相关成果相继发表于《Langmuir》《Chemical Biology & Drug Design》《Journal of Computer-Aided Molecular Design》和《Gels》等期刊。

在《Langmuir》发表的研究论文Impact of graphene and its oxides on structural and dynamical properties of transforming growth factor β3中，童明琼副教授系统研究了石墨烯及其氧化物对转化生长因子β3（TGF-β3）结构与动力学性质的影响。研究通过常规和元动力学分子动力学模拟，考察了TGF-β3在不同尺度石墨烯与氧化石墨烯片层上的全局吸附和局部吸附行为。结果表明，TGF-β3在纯石墨烯片层上更倾向于边缘吸附，而在氧化石墨烯片层上更易分布于中心区域；在局部吸附中，富含芳香族氨基酸残基的区域表现出更强吸附亲和力。研究还发现，并非所有吸附体系都能维持TGF-β3的天然构象，只有特定氧化石墨烯体系更有利于保持蛋白功能相关结构特征，为新型石墨烯基生长因子缓释递送平台的设计提供了理论依据。该工作在国家自然科学基金项目（32171249、22375028）及山东省自然科学基金项目（ZR2021MB107）资助下完成。论文第一作者为童明琼副教授，通讯作者为顾相伶教授和曹赞霞教授。论文链接：DOI: 10.1021/acs.langmuir.5c01840。

图1 PG20nm/TGF-β3 (a)和GO20nm/TGF-β3(b)在分子动力学模拟中的构象变化

在《Chemical Biology & Drug Design》发表的综述文章Advances in the Molecular Mechanism of Kappa Opioid Receptors Signaling and the Important Sampling Methods to Probe the Activation Landscape of GPCRs 中，童明琼副教授系统梳理了κ阿片受体（KOR）信号转导分子机制及GPCRs激活景观重要采样方法的研究进展。文章指出，KOR作为A类G蛋白偶联受体，在痛觉调控和镇痛药物研发中具有重要意义，但其对Gi/o蛋白不同亚型的选择性、配体通路特异性以及激活过程中的构象变化和能量事件顺序仍有待深入阐明。综述围绕KOR信号转导、配体偏向性、受体激活中间态以及基于分子动力学的构象采样方法展开，总结了增强采样与自由能景观分析在解析GPCRs激活机制中的重要价值，为KOR/Gi/o复合物结构基础上的药效团设计和新型镇痛药物研发提供了理论支撑。该工作在国家自然科学基金项目（32171249、22375028）及山东省自然科学基金项目（ZR2021MB107）资助下完成。论文第一作者为童明琼副教授，通讯作者为顾相伶教授和曹赞霞教授。论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/cbdd.70181。

在《Journal of Computer-Aided Molecular Design》发表的研究论文Molecular mechanism of aspartame recognition by the human sweet taste receptor T1R2–T1R3 revealed by homology modeling and molecular dynamics simulations中，童明琼副教授围绕阿斯巴甜被人类甜味受体T1R2–T1R3识别的分子机制开展研究。针对阿斯巴甜L型与E型构象识别差异这一问题，研究构建了多组受体—配体复合物模型，并结合分子动力学模拟和结合自由能计算分析其稳定性。结果表明，L型和E型阿斯巴甜均可与T1R2–T1R3稳定结合，但L型构象整体稳定性更高；范德华作用和静电作用是结合过程的主要驱动力，其中D142、S40、E302等关键残基对结合腔体性质和配体稳定性具有重要调控作用。该成果从计算结构生物学角度揭示了甜味受体识别阿斯巴甜的分子基础，为新型甜味剂和代糖分子的理性设计提供了理论参考。该工作在国家自然科学基金项目（32571444、22375028 和 82572905）及山东省自然科学基金项目（ZR2023QB247）资助下完成。论文第一作者为童明琼副教授，通讯作者为顾相伶教授和曹赞霞教授。论文链接：DOI: 10.1007/s10822-026-00780-y。

图2 同源建模方法构建的阿斯巴甜与人甜味受体复合体模型

在《Gels》发表的综述文章Advances in Molecular Dynamics Simulations for Hydrogels and Nanocomposite-Reinforced Hydrogels: Multiscale Simulation Strategies and Future Directions中，童明琼副教授作为通讯作者，指导硕士研究生王兰兰系统总结了水凝胶及纳米复合增强水凝胶分子动力学模拟研究进展。文章以“结构构建—界面调控—响应行为—动态演化”为主线，综述了分子动力学和多尺度模拟在合成聚合物水凝胶、天然聚合物水凝胶、肽/蛋白水凝胶以及纳米复合水凝胶中的应用。研究指出，水凝胶的结构形成、界面行为和服役性能受水分子、聚合物链段、离子/功能基团及多尺度相互作用共同调控，而全原子模拟、粗粒化模型、连续介质理论与机器学习方法的融合，将成为该领域精准设计的重要方向。该综述以硕士研究生王兰兰为第一作者，童明琼副教授、马晓坤副教授为通讯作者。论文链接：DOI: 10.3390/gels12040288。

近年来，童明琼副教授围绕医药健康与康养照护中的关键分子机制和功能材料设计问题持续开展研究，在机制解析、方法应用与人才培养等方面取得了较为系统的成果。相关工作不仅展现了团队在智慧医疗与健康照护领域的研究基础，也为后续在药物设计、生物医用材料开发和健康技术交叉创新中的深入推进提供了有力支撑。

（作者：健康医学院童明琼供稿审核人：顾相伶）