第0章 化学生物学学科“十二五”发展战略规划

0.1化学生物学学科的总体发展态势

0.1.1化学生物学在国际上的兴起和发展

0.1.2化学生物学的科学意义和社会价值

0.2我国化学生物学发展现状

0.2.1我国化学生物学发展现状

0.2.2国家自然科学基金对化学生物学发展的引领作用

0.2.3“基于化学小分子探针的信号转导过程研究”重大研究计划

0.3化学生物学学科今后重点资助的领域和发展方向

0.3.1化学生物学的方法与技术

0.3.2生物大分子的化学生物学

0.3.3计算化学生物学

0.3.4细胞化学生物学

0.3.5复杂生命体系的化学生物学

0.3.6药物发现的化学生物学基础

0.3.7应用化学生物学

参考文献

第1章 细胞表面单分子检测和单对分子相互作用研究

1.1全内反射单分子荧光成像

1.1.1全内反射荧光显微镜的原理及活细胞单分子成像

1.1.2全内反射单分子荧光成像在膜蛋白研究中的应用

1.2原子力显微镜单分子力谱技术

1.2.1AFM的工作原理

1.2.2 AFM用于细胞膜和膜蛋白的单分子成像

1.2.3 AFM单分子力谱用于膜蛋白的表征

1.3展望

参考文献

第2章 单分子成像

2.1概述

2.2单分子成像技术

2.2.1基于单分子荧光定位的显微成像技术

2.2.2单分子成像技术的应用

2.3单分子荧光成像探针

2.3.1荧光蛋白

2.3.2荧光小分子

2.3.3量子点

2.3.4共轭荧光高分子纳米颗粒

2.4展望

参考文献

第3章 有机小分子-生物大分子相互作用分析检测

3.1引言

3.2生物大分子相互作用检测技术

3.2.1共振能量转移

3.2.2双分子荧光互补技术

3.2.3表面等离子共振

3.2.4原子力显微镜

3.2.5毛细管电泳

3.2.6微阵列芯片技术

3.2.7纳米技术

3.2.8分子生物学技术

3.3蛋白质-蛋白质相互作用分析检测

3.3.1蛋白质片段互补技术

3.3.2酵母双杂交系统

3.3.3共振能量转移系统

3.3.4蛋白质微阵列

3.3.5单分子力谱

3.3.6抗原-抗体相互作用检测

3.4蛋白质-DNA相互作用分析检测

3.4.1蛋白质-DNA相互作用分析新技术

3.4.2蛋白质-DNA相互作用的单分子检测

3.4.3核酸适体识别行为的分析检测

3.5 DNA-DNA相互作用分析检测

3.5.1荧光DNA分析

3.5.2电化学DNA分析

3.5.3比色DNA分析

3.5.4免标记DNA分析

3.5.5基于纳米制造技术的DNA分析

3.6 RNA参与的生物大分子相互作用检测

3.6.1 RNA-DNA相互作用

3.6.2 RNA-蛋白质相互作用

3.6.3 miRNA的分析检测

3.7糖-蛋白质相互作用分析检测

3.7.1基于微阵列技术的糖-蛋白质相互作用分析

3.7.2基于凝集素探针的糖-蛋白质相互作用分析

3.8展望

参考文献

第4章 天然产物探针分子

4.1天然产物探针的正向化学遗传学功能

4.1.1 Trapoxins

4.1.2醉茄素A

4.1.3 Diazonamide A

4.1.4平板霉素

4.1.5Pateamine A

4.1.6藤黄酸

4.2天然产物探针的反向化学遗传学功能

4.2.1利福霉素

4.2.2万古霉素

4.2.3喜树碱

4.2.4杨梅素

4.2.5氯霉素

4.2.6土根碱

4.3天然产物探针的永恒经典——雷帕霉素

4.4结语

参考文献

第5章 化学糖生物学

5.1聚糖的合成

5.2糖芯片

5.3聚糖代谢标记

5.4聚糖酶反应标记及化学反应标记

5.5化学糖生物学的生物医药应用

5.6总结和展望

参考文献

第6章 核酸的化学合成及应用

6.1核酸的化学合成方法

6.1.1磷酸骨架合成方法

6.1.2核酸合成中的保护基化学

6.2核酸合成的应用及前景

6.2.1 DNA模板有机反应

6.2.2 DNA指导的纳米结构自组装

6.2.3分子信标

6.2.4基因诊断

6.2.5反义核酸

6.2.6 RNA干扰

6.2.7适体

6.2.8核酶

6.2.9全基因合成

6.2.10表观遗传学

6.2.11 DNA计算机

参考文献

第7章 生物大分子的化学合成

7.1引言

7.2蛋白质全合成方法的发展

7.2.1基本原理

7.2.2突破Cys的限制

7.2.3解决硫酯的困难

7.2.4多段连接策略

7.3蛋白质半合成

7.3.1发展历程

7.3.2表达蛋白连接

7.3.3蛋白质反剪接

7.3.4蛋白质半合成的应用

7.4蛋白质合成的应用

7.4.1生物物理研究

7.4.2蛋白质探针研究

7.4.3膜蛋白研究

7.4.4翻译后修饰蛋白

7.4.5表观遗传学的工作

7.5总结和展望

参考文献

第8章 非天然氨基酸探针

8.1蛋白质标记

8.1.1荧光蛋白标记

8.1.2蛋白质经典标记方法

8.1.3基于酶翻译后修饰的蛋白质标记

8.1.4生物正交标记

8.2编码非天然氨基酸方法概述

8.2.1方法的建立

8.2.2方法的发展

8.2.3编码非天然氨基酸的应用

8.3基于吡咯赖氨酸的非天然氨基酸体系

8.3.1吡咯赖氨酸

8.3.2基于吡咯赖氨酸的非天然氨基酸体系在E.coli中的应用

8.3.3基于吡咯赖氨酸的非天然氨基酸体系在酵母菌中的应用

8.3.4基于吡咯赖氨酸的非天然氨基酸体系在哺乳动物细胞中的应用

8.3.5基于吡咯赖氨酸的非天然氨基酸体系在动物体中的应用

8.4非天然氨基酸的应用

8.4.1蛋白质生物正交标记

8.4.2光交联探针

8.4.3模拟蛋白质翻译后修饰

参考文献

第9章 基于活性小分子探针的蛋白质标记

9.1引言

9.2活性导向探针分子的设计

9.2.1活性基团

9.2.2连接部位

9.2.3报告基团

9.3 ABPP技术的发展

9.3.1基于酶的共价抑制剂而设计合成的探针分子

9.3.2 CC-ABPP

9.3.3 PAL-ABPP

9.3.4 PAL-CC-ABPP

9.3.5 CL-ABPP

9.4 ABPP技术的应用

9.4.1 ABPs用于生物标记物的发现

9.4.2 ABPs用于靶点的发现

9.4.3 ABPs用于靶标蛋白的定位研究

9.4.4 ABPs用于筛选模型的建立

9.4.5 ABPs用于信号转导过程的研究

9.5总结和展望

参考文献

第10章 计算化学生物学

10.1引言

10.2活性（探针）化合物发现与设计

10.2.1基于药效团的分子设计方法及应用

10.2.2基于分子对接的分子设计方法及应用

10.2.3从头分子设计方法及应用

10.3计算机靶标识别

10.3.1基于结构的靶标识别及预测

10.3.2基于化学信息学的靶标识别及预测

10.3.3基于生物信息学的靶标预测方法

10.3.4基于网络生物学和系统生物学的靶标识别

10.4网络动力学

10.4.1网络动力学概述

10.4.2生物网络动力学方法

10.4.3网络结构、动力学性质和功能的关系

10.4.4信号转导通路的网络和动力学分析

10.4.5基于生物网络的创新性药物设计方法研究进展

10.4.6针对生物网络中多靶点的药物分子设计方法及应用

10.5应开展的重点研究领域和方向

10.5.1活性探针分子设计方法及应用

10.5.2靶标识别方法及应用

10.5.3计算系统生物学及网络动力学

10.6结语

参考文献

第11章 天然产物的生物合成

11.1聚酮类天然产物的生物合成

11.1.1 Ⅰ型聚酮合酶催化天然产物的生物合成

11.1.2 Ⅱ型聚酮合酶催化的芳环类天然产物的生物合成

11.1.3 Ⅲ型聚酮合酶、真菌聚酮合酶及其他特殊聚酮合酶催化的生物合成

11.2聚肽类天然产物的生物合成

11.2.1非核糖体肽合成酶催化的聚肽类天然产物的生物合成

11.2.2核糖体催化的聚肽类天然产物的生物合成

11.3聚酮-聚肽杂合天然产物的生物合成

11.4氨基糖苷类天然产物的生物合成

11.5核苷类天然产物的生物合成

11.6萜类、生物碱及其他特殊天然产物的生物合成

11.7以天然产物生物合成为基础的复杂化合物制备

11.7.1以生物合成为基础的代谢工程菌种改良

11.7.2以生物合成为基础的生物催化和酶催化

11.7.3以生物合成为基础的合成生物学

11.8以天然产物生物合成为基础的新化合物发现与创新

11.8.1组合生物合成产生“非天然”天然产物

11.8.2前体导向生物合成/突变合成产生结构类似物

11.8.3以生物合成为基础的化学-酶法合成天然产物类似物

11.8.4通过基因组挖掘发现全新天然产物

11.9展望

参考文献

第12章 细胞自吞噬激活机制研究

12.1国际研究进展

12.1.1自吞噬的概念

12.1.2自吞噬的分子机制

12.1.3自吞噬的调节机制

12.1.4自吞噬的生理学意义

12.2国内研究进展

12.3研究前沿和展望

参考文献

第13章 白血病细胞分化与凋亡信息基础的化学生物学研究

13.1从ATRA和As2O3到PML-RARα

13.1.1 PML-RARα融合蛋白

13.1.2 ATRA和PML-RARα

13.1.3 As2O3和PML-RARα

13.2从天然活性化合物腺花素到PrxⅠ/Ⅱ和APL细胞分化

13.2.1腺花素是一种新的APL细胞分化诱导分子

13.2.2腺花素靶向过氧化还原酶（peroxiredoxinⅠ/Ⅱ，PrxⅠ/Ⅱ）的活性半胱氨酸残基

13.2.3腺花素诱导分化涉及H2O2-ERK-C/EBPβ信号轴

13.3从低氧诱导因子1稳定化合物到AML细胞分化

13.4从BCR-ABL融合蛋白到imatinib

13.4.1抑制酪氨酸激酶活性

13.4.2诱导自噬

13.4.3下调鞘氨醇激酶1

13.4.4抑制DNA拓朴异构酶

13.4.5抑制端粒酶的活性

13.4.6 Imatinib耐药机制

13.5白血病细胞凋亡的化学生物学研究

13.6展望

13.6.1组蛋白去乙酰化酶抑制剂

13.6.2 DNA甲基化抑制剂

参考文献

第14章 G蛋白偶联受体信号转导研究

14.1 G蛋白偶联受体简介

14.1.1 GPCR分类

14.1.2 GPCR经典信号转导通路

14.1.3 GPCR非经典信号转导通路

14.2 GPCR与疾病关系

14.2.1 GPCR与糖尿病

14.2.2 GPCR与肥胖症

14.2.3 GPCR与心血管疾病

14.2.4 GPCR与癌症

14.2.5 GPCR与炎症

14.3 GPCR相关药物开发

14.3.1趋化因子受体拮抗剂在抗艾滋病治疗中的应用

14.3.2β3肾上腺素受体拮抗剂在阿尔茨海默病治疗中的应用

14.3.3a肾上腺素受体拮抗剂在前列腺疾病中的应用

14.3.4 GPR119激动剂在糖尿病治疗中的开发

14.3.5寻找孤儿GPCR配体，开发GPCR新药

14.4 GPCR调控小分子的筛选方法

14.4.1受体结合实验

14.4.2G蛋白依赖的功能分析

14.4.3非G蛋白依赖的功能分析

14.4.4受体二聚化试验

14.4.5计算机模拟药物发现

参考文献

第15章 小分子调控离子通道信号转导过程研究

15.1小分子神经递质激活化学突触受体通道

15.2小分子药物与电压门控通道

15.3小分子调控瞬时受体电位通道

15.4小分子调控酸敏感离子通道

15.5小分子调控受体通道敏化

15.6基于小分子探针的神经环路研究

15.7结语

参考文献

第16章 小分子调控的蛋白酪氨酸激酶信号转导途径

16.1蛋白激酶信号转导通路

16.2用于调控蛋白激酶信号转导研究的小分子探针

16.3作用于酪氨酸激酶信号转导途径的抑制剂

16.3.1针对生长因子受体参与的信号转导网络的小分子抑制剂

16.3.2针对丝裂原活化蛋白激酶信号网络（MAPKs）的小分子激酶抑制剂

16.3.3针对P13K/Akt/mTOR信号转导网络的小分子抑制剂

16.3.4针对Bcr-Abl信号转导网络的小分子抑制剂

16.3.5针对J AK-STAT信号转导网络的小分子抑制剂

参考文献

第17章 小分子调控Wnt/β-catenin信号转导途径的研究

17.1配体和受体

17.2降解复合物

17.3β-catenin/TCF转录复合物

17.4其他信号转导途径

参考文献

第18章 细胞死亡的化学生物学研究

18.1化学生物学与细胞凋亡研究

18.1.1线粒体与细胞凋亡

18.1.2 Bcl-2家族蛋白在内源凋亡通路调控中的关键作用

18.1.3 Bcl-2小分子抑制剂

18.1.4化学生物学Bax/Bak非依赖的细胞凋亡

18.1.5拟Smac分子（Smac mimetic）

18.2细胞坏死的化学生物学研究

18.3线粒体分裂和融合的化学生物学研究

18.4结语

参考文献

第19章 基于化学小分子探针的染色体端粒DNA结构、功能和信号转导研究

19.1端粒的结构

19.2小分子对端粒核酸的识别

19.2.1识别端粒DNA的有机小分子化合物

19.2.2与端粒DNA作用的金属化合物

19.3小分子对端粒结构引起的信号转导的影响

19.3.1国际上具有代表性的G -四链体DNA小分子配体

19.3.2国内代表性的端粒G-四链体小分子配体

19.4端粒相关蛋白的作用及调控机制

19.4.1 DNA、RNA探针在研究端粒相关蛋白及其结构功能中的应用

19.4.2蛋白质合成抑制剂和蛋白酶体抑制剂在研究端粒相关蛋白泛素化修饰中的应用

19.4.3细胞周期阻断剂在研究端粒相关蛋白中的应用

19.4.4小分子干扰RNA在研究端粒相关蛋白中的应用

19.4.5放射性标记化学小分子在研究端粒相关蛋白修饰中的应用

19.5总结和展望

参考文献

第20章 胚胎干细胞多能性维持与分化的化学生物学研究

20.1综述

20.2干细胞的自我更新

20.2.1 MEK-ERK抑制剂和GSK3抑制剂与小鼠胚胎干细胞的自我更新

20.2.2大鼠胚胎干细胞分离

20.2.3SC1维持多能性的研究

20.2.4 ROCK抑制剂在人胚胎干细胞维持及培养中的应用

20.2.5维生素C在人胚胎干细胞中介导DNA去甲基化

20.2.6成体干细胞的自我更新

20.3干细胞定向分化

20.3.1影响神经分化的小分子化合物

20.3.2影响心肌分化的小分子

20.3.3维甲酸促进造血分化

20.3.4丁酸钠促进肝分化

20.3.5 ILV促进胚胎干细胞向胰岛分化

20.4体细胞重编程

20.4.1组蛋白去乙酰化酶抑制剂促进重编程

20.4.2抑制剂在重编程中的特定作用

20.4.3维生素C辅助组蛋白去甲基化酶促进重编程

20.4.4重编程过程中的间质-上皮转化

20.4.5小分子化合物替代重编程因子

20.4.6化学生物学方法协助单因子Oct4诱导重编程

20.4.7其他与体细胞重编程相关的化学生物学研究

20.5结语

参考文献

第21章 抗糖尿病药物作用靶标发现及其先导化合物设计

21.1引言

21.1.1糖尿病及糖尿病治疗药物简介

21.1.2化学生物学简介及其在糖尿病药物研发中的作用

21.2基于活性小分子为探针的抗糖尿病药物新靶标、新机制的发现与确证

21.2.1活性小分子探针简介

21.2.2活性小分子探针在抗糖尿病药物新靶标、新机制的发现与确证研究中的应用

21.2.3小结

21.3结构生物学在抗糖尿病药物新靶标、新机制发现与确证中的应用

21.3.1结构生物学的发展

21.3.2结构生物学在药物发现中的作用

21.3.3结构生物学在药物发现中的应用

21.3.4小结

21.4基于RNAi技术研究策略的抗糖尿病药物新靶标、新机制的发现与确证

21.4.1 RNAi技术简介

21.4.2 RNAi技术在药物开发中的应用

21.4.3 RNAi技术在抗糖尿病药物新靶标发现与确证中的作用

21.4.4小结

参考文献

第22章 PRL-3和SERCA2b作为新型抗肿瘤药物作用靶点的研究与小分子抑制剂

22.1抗肿瘤药物靶点研究的现状与存在的问题

22.2从肿瘤转移的关键功能分子到小分子抑制剂：PRL-3及其选择性抑制剂

22.2.1 PRL-3促进肿瘤转移的分子机制

22.2.2以PRL-3为靶点的肿瘤治疗与抑制剂的发现

22.3基于小分子化合物发现脂肪肉瘤分化与复发的关键功能分子：姜黄素及其靶蛋白SERCA2b的新功能

22.3.1小分子化合物姜黄素抑制人脂肪肉瘤细胞生存但不影响人正常脂肪细胞

22.3.2姜黄素在脂肪肉瘤细胞中的靶蛋白——肌浆网钙蛋白2b（SERCA2b）

22.3.3由姜黄素靶蛋白揭示的脂肪肉瘤分化机制及其与肿瘤进展的相关性

22.4结语

参考文献

第23章 以蛋白酪氨酸激酶为靶点的抗肿瘤药物研究

23.1激酶和酪氨酸激酶

23.2酪氨酸激酶的功能

23.3酪氨酸激酶和肿瘤的关系

23.4针对酪氨酸激酶的药物发现

23.5针对酪氨酸激酶的药物

23.6共价结合的酪氨酸激酶抑制剂

23.7 JAK家族激酶和JAK/STAT信号通路

23.8针对JAK的抗肿瘤药物

23.8.1JAK1/JAK2抑制剂

23.8.2JAK2激酶抑制剂17-hydroxy-jolkinolide B

23.9以酪氨酸激酶为靶点的抗肿瘤药物研究展望

参考文献

第24章 抗心血管疾病药物作用靶标发现及其先导化合物设计

24.1肾上腺素受体

24.1.1肾上腺素受体的分类及在心血管系统的生物学功能

24.1.2肾上腺素受体结构生物学的重大突破

24.1.3肾上腺素受体的药物研究

24.1.4展望

24.2 Xa凝血因子

24.2.1抗凝药物新靶标：Xa凝血因子

24.2.2抗凝药物新靶标：凝血酶

24.2.3展望

24.3肌球蛋白

24.3.1抗心衰新靶标：心肌肌球蛋白

24.3.2抗心衰新思路：心肌肌球蛋白激动剂

24.3.3心肌肌球蛋白激动剂的作用机制

24.3.4展望

参考文献

第25章 抗乙型肝炎病毒药物作用靶标的发现及研究

25.1具有抗HBV作用的免疫调节剂

25.1.1α-干扰素

25.1.2聚乙二醇α-干扰素

25.1.3胸腺肽α1.

25.1.4 HE2000

25.1.5 HepeX-B

25.1.6 EHT899

25.2抑制HBV-DNA聚合酶活性的核苷类药物

25.2.1拉米夫定

25.2.2阿德福韦酯

25.2.3恩替卡韦

25.2.4替比夫定

25.2.5泰诺福韦

25.3干扰HBV核壳体组装的活性化合物

25.3.1异芳香二氢嘧啶系列化合物

25.3.2疏水性荧光探针

25.3.3苯丙烯酰胺类化合物

25.3.4亚氨糖类化合物

25.4抑制HBV转录调节的活性化合物

25.5抑制HBV抗原分泌的活性化合物

25.6其他可能成为抗HBV药物作用的潜在靶点

25.6.1乙型肝炎病毒X抗原

25.6.2易位基序

25.6.3共价闭合环状HBV-DNA

25.6.4干扰素诱导的黏液病毒抵抗蛋白MxA

25.7展望

参考文献

第26章 抗菌药物作用靶标发现及其先导化合物设计

26.1引言

26.2后基因组时代抗菌作用靶标发现

26.2.1抗菌药物发现的历程和黄金时代

26.2.2抗菌药物高通量筛选的启示

26.2.3后基因组时代抗菌靶标发现的主要途径

26.2.4管家基因作为抗菌新靶标的研发现状及经验

26.2.5基于抗-致病力策略的抗菌靶标发现与验证

26.3基于靶标结构的抗菌药物设计和发现

26.3.1基于已有先导化合物的结构改造

26.3.2全新骨架先导化合物的发现

26.3.3基于靶标设计抗菌药物的优势和挑战

26.4国内研究现状简述

26.4.1细菌基因组测序助力抗菌新靶标鉴定

26.4.2生物化学和结构生物学研究促进靶标验证

26.4.3生物网络分析与模拟加速抗菌靶标发现

26.4.4药物设计技术加速先导化合物设计

26.4.5天然产物与抗菌药物联合使用研究

26.5总结和展望

参考文献