張春霆（生物物理學(xué)家）

院士簡(jiǎn)介

張春霆教授在學(xué)術(shù)研究上獨(dú)辟蹊徑，成功地將物理學(xué)知識(shí)引入到分子生物學(xué)領(lǐng)域中來，在理論分子生物學(xué)研究方面作出了突出的貢獻(xiàn)。理論分子生物學(xué)是一門新興的邊緣學(xué)科，在世界范圍內(nèi)處于剛剛起步的階段。該學(xué)科運(yùn)用物理學(xué)和數(shù)學(xué)的理論及方法研究生物大分子，如蛋白質(zhì)和核酸等，從理論上深入闡明其結(jié)構(gòu)和生物功能，并研究生物大分子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)過程及其與其生物功能的關(guān)系等。這種理論研究和分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究是相輔相成的，對(duì)于研究生命現(xiàn)象的分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有十分重要的意義，而且對(duì)醫(yī)、農(nóng)、工和國(guó)防實(shí)踐都有著潛在的重要作用。

在這一國(guó)際生命科學(xué)中最前沿的課題研究中，張春霆教授所取得的兩項(xiàng)主要成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的空白。其一是系統(tǒng)地開創(chuàng)了DNA序列分析中的幾何學(xué)研究途徑，得出了關(guān)于天然蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性與密碼子的選用之間存在著強(qiáng)關(guān)聯(lián)等的重要結(jié)論。他提出的顯示和分析DNA序列的Z曲線理論與方法，首次將計(jì)算幾何學(xué)和微分幾何學(xué)引入到DNA序列分析中來。這種嶄新的研究方法將成為遺傳、分子進(jìn)化學(xué)和指紋學(xué)等研究中的一項(xiàng)新工具，具有廣泛的應(yīng)用前景。利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)，可將任一DNA序列以三維空間曲線形式顯示于計(jì)算機(jī)的屏幕之上。通過對(duì)Z曲線的觀察和數(shù)學(xué)研究，可用這一新穎的觀點(diǎn)來分析DNA序列，開辟了一個(gè)嶄新的研究領(lǐng)域，可望發(fā)展成一門新的交叉學(xué)科。其二是在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)類的預(yù)測(cè)研究中取得了世界領(lǐng)先性的成果。張春霆教授發(fā)展了一系列新的預(yù)測(cè)方法，將預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度從75%提高到95%以上，這是迄今為止世界上在這個(gè)領(lǐng)域里的最好結(jié)果。這對(duì)于進(jìn)一步預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)是非常有用的。該項(xiàng)研究還顯示，蛋白質(zhì)的總體結(jié)構(gòu)信息（如其結(jié)構(gòu)類），基本上由其一級(jí)結(jié)構(gòu)的總體信息（如氨基酸組成）所決定。以上系統(tǒng)的研究成果，對(duì)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究具有重要的科學(xué)意義。

此外，張教授提出了三項(xiàng)非常有效的方法來預(yù)測(cè)HIV蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)的剪切活性部位，這些方法已經(jīng)成為美國(guó)普強(qiáng)研究所用于尋找治療艾滋病有效藥物的強(qiáng)有力的工具。進(jìn)而，他還提出一種非常精妙絕倫的理論來解釋細(xì)胞內(nèi)微管蛋白質(zhì)裝配過程的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)機(jī)制，用于闡明新發(fā)現(xiàn)的抗癌藥物紫杉醇的抗癌作用機(jī)理。該項(xiàng)成果被有關(guān)專家認(rèn)為“非常重要”“，代表了本領(lǐng)域的最新進(jìn)展”。

意大利國(guó)際基因工程與生物技術(shù)研究中心主任法拉其教授認(rèn)為：張春霆對(duì)DNA結(jié)構(gòu)做了“極有價(jià)值的研究”，“是一筆最有價(jià)值的財(cái)富”。意大利國(guó)際理論物理研究中心授予他“境外研究員獎(jiǎng)”，獎(jiǎng)金用于支持他的學(xué)術(shù)研究。美國(guó)著名的分子生物學(xué)研究部門Scripps研究所給他來信，稱贊他的研究方法是富有創(chuàng)新精神的。英國(guó)著名的分子生物學(xué)刊物《J．Mol．Biol．》的主編把張春霆的重要論文安排在238卷第一期第一篇的位置上，以示重要。他還收到世界各地寄來的上百封來信，向他索要關(guān)于DNA序列研究的論文。他還受前蘇聯(lián)科學(xué)院生物物理研究所、美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院、意大利國(guó)際理論物理研究中心和美國(guó)波士頓大學(xué)生物大分子研究所等研究單位著名科學(xué)家的邀請(qǐng)，多次出國(guó)講學(xué)。

張教授現(xiàn)已年逾古稀，然而他的事業(yè)卻是處于青春期。他仍舊在積I極努力，創(chuàng)造條件，為天津大學(xué)生命科學(xué)研究的發(fā)展做出新的貢獻(xiàn)。他猶如忠于職守的老黃牛，不息地奮力躬耕著。我們相信，張春霆教授將為人類的科學(xué)事業(yè)和健康事業(yè)譜寫出更加光輝的篇章。

院士成就

張教授是我國(guó)少數(shù)生物信息學(xué)家之一。他有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)、物理學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)，以此為背景，從20世紀(jì)80年代初開始，他轉(zhuǎn)而研究計(jì)算生物學(xué)和生物信息學(xué)，先后在國(guó)外SCI刊物上發(fā)表論文70余篇，被引用400余次。

他的主要貢獻(xiàn)在兩個(gè)方面：

一是提出用雙Sine—Gordon偏微分方程組來模擬DNA分子在轉(zhuǎn)錄和復(fù)制過程中堿基運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，此工作得到近100次的SCI引用。

二是提出了DNA序列的Z曲線理論，開拓了一條用幾何學(xué)方法分析DNA序列的新途徑。

天津大學(xué)理學(xué)院名譽(yù)院長(zhǎng)

中國(guó)科學(xué)院院士，著名生物物理學(xué)家、生物信息學(xué)家

分析DNA序列 揭開生命之源

Z-曲線，DNA序列的3-D圖形表示。

榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì)

1995年當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士

國(guó)家教委科技進(jìn)步一等獎(jiǎng) (1996)

國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng) (1997)

獲天津市勞動(dòng)模范榮譽(yù)稱號(hào) (2000)

何梁何利科技進(jìn)步獎(jiǎng) (2001)

2001年當(dāng)選第三世界科學(xué)院院士

人物經(jīng)歷

1965年獲復(fù)旦大學(xué)碩士學(xué)位。^[1]