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陈效华教授博士重庆市研究领域：精细化工研究方向： 1、电子传递和能量传递：研究光合作用、呼吸作用、生物固氮和基因复制等过程中的电子传递和能量传递的相关问题，阐明生命活动的本质； 2、生物燃料电池电极反应：将生物活性分子和纳米导电材料结合，向生物学习电荷输运，为提高纳米电路和电力运输系统的功效提供方法和思想； 3、光电能转化机理：深入研究绿色植物利用光能的机理，为设计非天然光合作用中心和人工燃料电池有效生物催化剂提供信息，提高对太阳能的利用率及能量转化的能力。所在单位：重庆大学

基本信息

所在单位：

重庆大学

机构细分：

化学化工学院

单位类型：

高等院校

职务：

教授

职称：

教授

最高学历：

博士

教育经历：

2004.09-2009.06，山东大学化学与化工学院，研究生学生（硕博连读）
2000.09-2002.06，曲阜师范大学化学化工学院，本科学生生

工作经历：

2015.02-2016.02 The University of Minnesota, 访问学者
2009.07-至今，重庆大学化学化工学院，讲师/副教授/教授
2002.07-2004.08，山东省临沂市罗庄区第一中学，教师

专家介绍：

申请人近几年来，以生物理论化学为主要研究方向，在生物电子转移、质子传递、质能传递及其调控方面做了大量的研究工作，成功地运用一些基本理论方法深入研究了与生物过程密切相关的荷质能传输方面的基本问题，取得了一批重要研究成果，为从分子原子水平上研究生命机理过程提供了有价值的信息，同时自己也积累了丰富的经验。我们首次发现了生物体系的电子转移通道可以被生物金属离子调控，由于生物金属离子的结合能力不同，导致相同反应在不同蛋白质环境中的反应机理不同，从而致使电子的传递速率不同，为我们认识蛋白质电子传递提供新的思想，也为设计电子开关器件提供理论依据；在解释核糖核苷酸还原酶催化过程中的长程电子传递时我们提出了蛋白质电子转移中继站的思想，研究表明在电子传递过程中会瞬间形成一系列三电子键，它们的形成能够有效地降低电子传递的能垒，起到加速电子传递的作用；经过仔细分析组成蛋白质的二级结构，我们发现α-螺旋的C-端也可能作为蛋白质电子转移的中继站，电子空穴可以在α-螺旋的C-端瞬间逗留，C-端形成了电子空穴传递的临时跳板，这一发现为更好地理解蛋白质的电子传导性开辟新的思路；不仅如此，我们的研究还发现即使是被公认的可以作为电子转移中继站的色氨酸和酪氨酸侧链，也受具体的蛋白质微观环境的调控，有的微观环境支持它们参与蛋白质长程电子传递，有的却是阻碍它们参加，这一成果有助于我们更好的理解蛋白质的电子传递通道；最近研究表明，蛋白质内水分子能够促进相邻蛋氨酸和酪氨酸侧链间的电子传递，使其发生一种特殊的水协助双质子耦合电子传递机理（diPCET），本部分工作得到JACS审稿专家的认可；等。所取得成果相继在国际著名期刊 J. Am. Chem. Soc.（2篇）、J. Phys. Chem. lett.（1篇）、J. Catal. (2篇)、Chem. Eur. J.（1篇）、J. Phys. Chem. B&C（13篇）、ChemPhysChem和J. Comput. Chem.等上发表，已经发表论文40余篇，在与生物体质能传输机理与调控等相关方面取得了一些有意义的成果。这些工作被著名学术杂志Chem. Rev.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、J. Phys. Chem. B, & Lett.、J. Comput. Chem.和J. Chem. Theory. Comput.等引用，受到国内外同行专家的高度评价，被认为是对关于生物化学基本问题理论研究的重要贡献。

科研能力

研究领域：

精细化工

研究方向：

1、电子传递和能量传递：研究光合作用、呼吸作用、生物固氮和基因复制等过程中的电子传递和能量传递的相关问题，阐明生命活动的本质；
2、生物燃料电池电极反应：将生物活性分子和纳米导电材料结合，向生物学习电荷输运，为提高纳米电路和电力运输系统的功效提供方法和思想；
3、光电能转化机理：深入研究绿色植物利用光能的机理，为设计非天然光合作用中心和人工燃料电池有效生物催化剂提供信息，提高对太阳能的利用率及能量转化的能力。

英文标签：

Electron Transfer;Proton-coupled Electron Transfer;Density Functional Calculations;Proton Transfer;Reaction Mechanisms;Copper;DFT;Excited-state Proton Transfer;Glucose Oxide;Signal Transduction

论文著作：

(1) Liancheng Wang, Yuanying Wang, Rong Zhang, Ruimin Ding, Xiaohua Chen*, Baoliang Lv* Edge-Activating CO2-Mediated Ethylbenzene Dehydrogenation by a Hierarchical Porous BN Catalyst ACS Catal. 2020, 10, 6697-6706.
(2) Long Chen, Xin Li, Yuxin Xie, Nian Liu, Xin Qin, Xiaohua Chen* and Yuxiang Bu* Modulation of proton-coupled electron transfer reactions in lysine-containing alpha-helixes: alpha-helixes promoting long-range electron transfer Phys. Chem. Chem. Phys. 2022, 24, 14592-14602.
(3) Yuning Yang, Xin Luo, Yuxin Xie, Xin Li, Sijun Liu, Nian Liu and Xiaohua Chen Regulation of different protonated states of two intimate histidine residues on the reductive half-reaction of glucose oxidase Phys. Chem. Chem. Phys. 2022, 24, 25788-25800.
(4) Yuxin Xie, Nian Liu, Xin Li, Xin Qin, Xin Luo, Yuanying Wang, and Xiaohua Chen* The Influence of Single-Atom Fe2+/3+N4 Spin State on the Electroreduction of CO2 to CO/HCOOH by Analyzing Proton/Electron Transfer Mechanisms and Free Energy Evolutions J. Phys. Chem. C 2021, 125(39), 21460-21470.
(5) Ge Tian*, Gangping Hao, Xiaohua Chen*, and Yongjun Liu* Tyrosyl Radical-Mediated Sequential Oxidative Decarboxylation of Coproporphyrinogen III through PCET: Theoretical Insights into the Mechanism of Coproheme Decarboxylase ChdC Inorg. Chem., 2021, 60, 17, 13539-13549.
(6) Li Deng, Caihong Hu, Xin Qin, Li Li, Yanfang Zhang, Ping Li, Xiaohua Chen* The remote arginine promoting the dehydrogenation of glucose in glucose oxidase via a proton-coupled double-electron transfer mechanism J. Catal. 2018, 367, 150-158.
(7) Yuxin Xie, Li Deng, YanfangZhang, Xin Qin, Caihong Hu, LiLi, PingLi, Xiaohua Chen* Carbon nanotube promoting hydride transfer from glucose to flavin via a π-π-driven proton-coupled double-electron transfer mechanism J. Power Sources 2018, 399, 436-442.
(8) Xin Qin, Li Deng, Caihong Hu, Li, Li; Xiaohua Chen* Copper-Containing Nitrite Reductase Employing Proton-Coupled Spin-Exchanged Electron-Transfer and Multiproton Synchronized Transfer to Reduce Nitrite Chem. Eur. J. 2017, 23, 14900-14910.
(9) Xiaohua Chen*, Guangcai Ma, Weichao Sun, Hongjing Dai, Dong Xiao, Yanfang Zhang, Xin Qin, 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 (12), 4515–4524.
(10) Xiaohua Chen, Yuxiang Bu* Cation-Modulated Electron-Transfer Channel: H-Atom Transfer vs Proton-Coupled Electron Transfer with a Variable Electron-Transfer Channel in Acylamide Units J. Am. Chem. Soc. 2007, 129 (31), 9713–9720.
(11) Qin Li, Wang Liancheng*, Yang Xi, Ding Ruimin, Zheng Zhanfeng, Chen Xiaohua*, Lv Baoliang* Synergistic enhancement of oxygen reduction reaction with BC3 and graphitic-N in boron- and nitrogen-codoped porous graphene J. Catal. 2018, 359(1), 242–250.
(12) Xiaohua Chen, Laibin Zhang, Liang Zhang, Wenming Sun, Zhenwei Zhang, Haiying Liu, Yuxiang Bu* and Robert I. Cukier alpha-Helix C-Terminus Acting as a Relay to Mediate Long-Range Hole Migration in Proteins J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1 (10), 1637–1641.

发明专利：

1. 一种熔融还原碳热法制镁工艺及装置
重庆大学
唐祁峰; 陈小华; 高家诚
公开日期: 2012-02-01 申请日期: 2010-11-19 公开号: CN102041398B

2. 熔融还原炼镁工艺
重庆大学
陈小华; 高家诚; 唐祁峰
公开日期: 2011-11-09 申请日期: 2010-04-13 公开号: CN101798634B

科研项目：

1．国家自然科学基金面上项目：含铜亚硝酸还原酶催化过程相关的电子传递机理的理论研究，No. 22073012，2021/01-2024/12，主持。
2. 重庆市自然科学基金面上项目：漆酶电极电荷传递机理的理论研究， No. cstc2018jcyjAX0643，2018/07/01-2021/06.31，主持。
3. 国家自然科学基金面上项目：甲胺利用基因调控六电子长程传递生成甲胺脱氢酶辅基的理论研究，No. 21573026，2016/01-2019/12，主持。
4．国家自然科学基金面上项目：酶生物燃料电池电极电子传输机理的动力学研究，No. 21273291，2013/01-2016/12，主持。
5．国家自然科学基金青年基金项目：核糖核苷酸还原酶催化过程长程电子传递机理及相关性质研究，No. 21003162，2011.1-2013.12，主持。
6．教育部高等学校博士学科点科研基金（新教师类）：蛋白质电子转移中继站的理论研究，No.2103015，2010/01-2013/12，主持。
7. 中央高校基本科研基金面上项目：MauG蛋白催化生成TTQ中的长程电子传递的理论研究， No. CQDXWL-2012-033, 主持。
8. 中央高校基本科研基金重点项目：漆酶电极的设计及电荷传递机理的研究，No. CDJZR14 22 55 01, 主持。

项目合作

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