新葡京黄方教授课题组与中科院上海应用物理所等国内外多家研究机构合作，采用量子计算、经典分子动力学模拟与多种生物物理技术相结合的方法，研究了铝对蛋白结构的影响，提出了一种铝对人体生物毒性的新分子机制。相关成果日前作为首页插图发表于化学学科国际顶级期刊《德国应用化学》（Angew.Chemie）杂志。
上世纪90年代，有研究证实铝对人体有害，长期摄入可能导致老年痴呆症等神经系统疾病，甚至影响儿童的生长、发育和智力。但铝如何与蛋白作用导致生物毒性的分子机理尚不清楚。
上海应物所研究员宋波、方海平等，根据铝具有的离子键和共价键共存的化学特性，通过理论计算提出铝离子能与神经退行性疾病相关的蛋白骨架上的氮原子、氧原子同时形成化学键，导致环状结构，进而破坏蛋白二级结构，使蛋白产生不可逆的变性和积聚。
黄方教授课题组负责对理论研究结果进行实验验证。研究人员以PGK蛋白为例，通过同步辐射能谱、X射线光电子谱（XPS）、圆二色谱（CD）、核磁共振谱（NMR）、蛋白质热变性等实验证明了宋波等人的理论推断：CD实验显示，铝离子可使PGK蛋白产生不可逆变性、积聚；同步辐射能谱和XPS实验表明，蛋白积聚物上的铝离子被显著还原，与理论计算得到的铝离子性质相一致；NMR实验显示，积聚物的蛋白骨架上存在氮原子与铝离子的共价键。
专家认为，铝离子与蛋白结合、在蛋白骨架上诱导的环状结构，作为一种新的作用形式，为理解金属离子与生物分子的作用机理提供了新视角，也对揭示大脑相关疾病的分子机制有重要意义。
该项研究工作由中科院上海应用物理所、中国石油大学、新加坡材料与工程研究所、新加坡大学、北京大学、中科院青岛生物能源与过程研究所和美国IBM Thomas J. Watson研究中心的研究人员合作完成，得到了国家自然科学基金委、科技部、山东省自然科学基金委、中国科学院、中国科学院超级计算中心和上海超级计算中心的共同资助。
《德国应用化学》（Angew.Chemie），化学领域的国际顶级综合性期刊，全称Angewandte Chemie International Edition，其收录的文章主要分布在有机化学、生命有机化学、材料学、高分子化学等领域，要求研究的原创性，结果的惊奇性，内容的通俗性以及科学的正确性。
