师资力量

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陈效华 博士,教授/博士生导师,2015年9月-至今,重庆大学化学化工学院教授;2015年2月-2016年2月,美国明尼苏达大学化学院高加力教授课题组访学;2011年9月-2015年8月,重庆大学化学化工学院副教授;2009年7月-2011年8月重庆大学化学化工学院讲师;2009年6月山东大学化学与化工学院获博士学位,师从步宇翔教授。

以生物理论化学、燃料电池和材料催化为主要研究方向,在电子转移、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命生物过程密切相关的荷质能传输方面的基本问题,取得了一些有意义的成果,其主要创新点表现在:发展了电子质子转移理论模型,提出了一系列有价值的质子耦合电子转移机理,包括多质子耦合自旋交换电子传递机理、水协助双质子耦合电子传递机理、多质子耦合里德堡电子传递机理和质子传递远程遥控长程电子传递机理等;提出电子转移中继站的概念,并且初步研究了电子转移中继站的多样性,发现了一系列双体三电子结合中继站、三体五电子结合中继站和四体七电子结合中继站,开辟了探索蛋白质电子传递通道的新概念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。已在 J. Am. Chem. Soc.2篇)、J. Phys. Chem. lett.1篇)、J. Catal. (2)Chem. Eur. J.1篇)、J. Phys. Chem. B&C13篇)、ChemPhysChemJ. Comput. Chem.等国际著名杂志上发表学术论文60余篇。

作为项目负责人,主持研究国家自然科学基金项目4项,教育部博士点基金1项,中央高校基金2项,重庆大学引进人才资助项目1项。作为主研人,参与国家自然科学基金重点项目1项,国家自然科学基金面上项目2项。

主讲课程

本科生《结构化学基础》、《物理化学》(II-1)、《物理化学》(II-2)和《材料化学》,研究生《量子化学》。

 

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。

联系方式: Emailchxh7@cqu.edu.cn Telmobile):13650555076 

课题组网站:http://chenxiaohua.polymer.cn/

Dr. Xiaohua Chen, a Professor in theoretical and computational chemistry, has joined the School of Chemistry and Chemical Engineering of Chongqing University since July, 2009. Dr. Chen obtained his Ph. D. from Shandong University in June, 2009. He has studied at Jiali Gao Group of the University of Minnesota as a visiting scholar from 02/2005 to 02/2016. Dr. Chen mainly works on theoretical biochemistry and biological fuel cells. He is interesting in electron transfer, proton transfer, mass and energy transfer and the corresponding modulations during the biological processes.

代表性论文

(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.

 

近期的科研项目及成果

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. 220730122021/01-2024/12,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. cstc2018jcyjAX06432018/07/01-2021/06.31,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. 215730262016/01-2019/12,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. 212732912013/01-2016/12,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. 210031622011.1-2013.12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.21030152010/01-2013/12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。

 

团队仪器装备

目前实验室有高性能8核和4核服务器40余台、先进的Gaussian 09GamesVASPATKADFMolpro 程序包、分子力学计算软件及分子模拟软件(CharmmCPMDMaterials StudioInsight IINAMDAmberGromas 等),可做较大生物体系的理论化学计算工作。

 

欢迎优秀的化学专业、化学化工专业的研究生和本科生加入课题组!