中国化学生物学发展报告（2021—2025）：从前沿突破到创新应用 黄艳等,编 9787030858115

ISBN号： 9787030858115  

图书名称： 中国化学生物学发展报告（2021—2025）：从前沿突破到创新应用  

版次： 001  印次： 001  

价格： 298  页数： 465  

开本： 16  

装帧： 圆脊精装  

 作者： 黄艳等  

出版单位： 科学出版社  

主题词：  CIP数据： Q5  

CIP数据核字号： 2026NX6012  

分社： 科学化学与辞书分社  

本书在国家自然科学基金委员会化学科学部的指导和支持下组织编撰，围绕“十四五”期间我国化学生物学领域取得的重要进展展开。全书以“从前沿突破到创新应用”为主线，邀请我国化学生物学相关方向的专家学者参与撰写，系统梳理了2021～2025年我国化学生物学的新进展和新突破。全书共12章，内容涵盖学科基础、前沿技术、交叉研究方向和成果转化应用等方面，重点呈现我国化学生物学从基础研究到创新药物、绿色农业和精准诊疗等生命健康领域应用拓展的发展脉络。

目录
序一 1
序二 1
前言 1
第1章 化学生物学概况 1
1.1 学科的历史渊源与自然形成 1
1.2 学科的定义与特点 1
1.3 学科的科学意义与影响力 3
1.3.1 赋能学科交叉融合，革新生命研究范式 3
1.3.2 拓展化学研究内涵，提升学科综合影响力 3
1.3.3 引领科学研究前沿，塑造国际学术新格局 4
1.3.4 创新疾病诊疗模式，助推临床转化应用 4
1.4 学科的发展规律与方向 5
1.4.1 创新化学技术手段，夯实学科发展根基 5
1.4.2 构建精准分子探针，凸显化学工具特质 6
1.4.3 创新生物合成策略，拓展生命研究体系 7
1.4.4 融合算力智能技术，赋能前沿机制研究 8
1.5 小结 8
第2章 化学生物学理论、方法与技术 9
2.1 引言 9
2.2 理论与计算化学生物学方法及应用 9
2.2.1 分子动力学模拟的发展及应用 11
2.2.2 大数据挖掘驱动蛋白质新功能的筛选 12
2.2.3 人工智能别构调控图谱的创新模型 14
2.2.4 生物信息学驱动的互作调节剂的优化策略 15
2.2.5 化合物生物毒性预测的化学信息学深度学习方法 16
2.3 生物正交反应技术体系 17
2.3.1 生物正交剪切反应的开发及应用 18
2.3.2 生物正交偶联反应的开发及应用 20
2.3.3 活细胞中催化反应与合成致死 21
2.3.4 生物正交仿生催化调节生命过程 22
2.3.5 生物正交反应的活体应用 23
2.4 邻近标记技术体系 25
2.4.1 酶促邻近标记技术 26
2.4.2 光催化邻近标记技术 32
2.5 基于物理信号的调控与检测技术 35
2.5.1 生命体系中的光控化学调控 36
2.5.2 膜蛋白动态构象的核磁共振技术检测 39
2.5.3 酶催化机制的电子顺磁共振技术解析 41
2.6 总结与展望 43
参考文献 43
第3章 生物体系分子探针 48
3.1 引言 48
3.2 基于活性分子探针的生物体系精准解析 49
3.2.1 高时空分辨多维度组学技术 49
3.2.2 多肽局部稳定性分析技术 50
3.2.3 非共价靶标与共价靶标发现技术 51
3.2.4 复杂生物体系的探针评测体系及计算工具 52
3.2.5 基于伯胺分子的光点击化学反应技术 53
3.2.6 生物正交化学技术与前药创制 54
3.3 化学探针介导的蛋白质功能研究 56
3.3.1 泛素修饰蛋白化学合成新策略 56
3.3.2 蛋白质动态构象捕捉的荧光探针与单分子技术 57
3.3.3 胆汁淤积瘙痒机制阐释 58
3.3.4 天然免疫通路蛋白质翻译后修饰机制解析 60
3.3.5 生物正交环加成反应 60
3.3.6 新型荧光寿命成像技术 61
3.3.7 活体诊断磁共振成像技术 62
3.4 高时空分辨原位在体示踪分子探针 63
3.4.1 氧化应激相关活性分子探针 64
3.4.2 高性能荧光RNA探针 64
3.4.3 红色pH敏感荧光蛋白探针 66
3.4.4 去甲肾上腺素特异性标记探针 67
3.4.5 中心碳代谢相关信号分子基因编码荧光探针 68
3.4.6 分子内氢键调控匀质闪烁荧光探针 69
3.4.7 糖组功能信息原位解码探针 70
3.5 内源性无机信号分子原位动态成像示踪分子探针 71
3.5.1 多细胞器分布新型离子荧光探针 72
3.5.2 红色与深红离子探针 72
3.5.3 高分辨“闪烁”成像探针 73
3.5.4 高分辨成像活体光声探针 74
3.6 总结与展望 75
参考文献 76
第4章 多肽和蛋白质化学生物学 83
4.1 引言 83
4.2 多肽合成与修饰新方法 84
4.2.1 多肽高效合成新方法 84
4.2.2 多肽精准修饰新方法 87
4.3 环肽创制新策略与新应用 89
4.3.1 稳定多肽的新策略与应用 89
4.3.2 环肽的理性设计、库构建与应用 92
4.4 蛋白质合成与化学修饰 97
4.4.1 蛋白质全合成与半合成方法 99
4.4.2 泛素化蛋白质的化学合成及机制研究 104
4.4.3 化学交联工具的开发及蛋白质研究应用 108
4.4.4 镜像蛋白质的全合成及应用 111
4.5 遗传密码子拓展技术的发展与应用 115
4.5.1 新型遗传密码子拓展技术的开发 115
4.5.2 遗传密码子拓展技术的应用研究 118
4.6 面向临床的蛋白质工具开发 123
4.6.1 蛋白质的功能化改造 123
4.6.2 蛋白质的高效递送系统 128
4.7 总结与展望 131
参考文献 133
第5章 核酸化学生物学 142
5.1 引言 142
5.2 非天然核酸的开发与应用 142
5.2.1 C4'-修饰核苷酸的合成及应用 142
5.2.2 非天然核酶的开发及应用 144
5.2.3 非天然遗传系统的开发及应用 147
5.2.4 核小体DNA的损伤与修复机制 151
5.3 核酸修饰的组学检测技术 153
5.3.1 RNAm？A修饰的组学检测技术 153
5.3.2 其他RNA修饰的组学检测技术 159
5.3.3 DNA修饰的组学检测技术 163
5.4 核酸调控机制与化学干预 167
5.4.1 核酸甲基化修饰的识别和调控 167
5.4.2 核酸功能导向的化学干预策略 167
5.4.3 基于核酸的蛋白靶向降解技术 169
5.5 基因编辑工具的开发与功能拓展 170
5.5.1 超小型CRISPR-Cas系统的发掘与机制研究 170
5.5.2 CRISPR-Cas系统的时空调控 171
5.5.3 DNA与RNA多维度精准编辑技术 172
5.6 总结与展望 173
参考文献 174
第6章 糖质和脂质化学生物学 180
6.1 引言 180
6.2 糖质合成新技术的开发与应用 180
6.2.1 糖苷化新方法与催化体系创制 181
6.2.2 活性天然多糖的化学合成与自动化技术 186
6.2.3 复杂糖质的化学酶法合成及糖库构建 187
6.3 糖质结构解析工具的开发与组学应用 190
6.3.1 完整糖肽组学分析新策略 190
6.3.2 糖质的纳米孔测序技术 193
6.4 糖质功能探索与应用 195
6.4.1 糖质标记与成像技术开发与应用 195
6.4.2 基于化学生物学新技术的糖质功能解析 197
6.4.3 糖缀合物自组装与仿生材料研究 199
6.4.4 均质糖蛋白的化学合成与功能研究 202
6.5 脂质的化学生物学研究 205
6.5.1 脂质的发现与检测技术 206
6.5.2 脂质的合成和化学修饰 208
6.5.3 脂质的功能机制和递送应用 210
6.6 总结与展望 213
参考文献 214
第7章 天然产物化学生物学 219
7.1 引言 219
7.2 新颖骨架与强效活性天然产物的发现与研究 220
7.2.1 强效抗疟疾分子的发现与研究 221
7.2.2 改善急性肝损伤木脂素的发现与机制研究 221
7.2.3 PDI抑制剂类抗血栓候选药物的发现与机制研究 222
7.2.4 新型三尖杉烷二萜二聚体的发现与功能研究 224
7.2.5 新型植物二倍半萜的发现与功能研究 225
7.2.6 五味子科与香茶菜属植物的化学成分研究 226
7.2.7 基于导向分离技术的活性天然分子精准挖掘 228
7.3 天然产物作用靶标与分子机制研究 229
7.3.1 甲异靛治疗慢性髓细胞性白血病的机制研究 229
7.3.2 羟基马桑毒素致癫痫的作用靶标研究 230
7.3.3 Myrtucommulone R抗菌作用靶标与机制研究 231
7.3.4 Spirohypertone B治疗银屑病的作用机制研究 232
7.3.5 野马追内酯B抗神经炎症活性的靶标与机制研究 233
7.3.6 抗肝纤维化天然先导分子DP的靶标与机制研究 234
7.3.7 抗去势抵抗型前列腺癌分子DD1的靶标与机制研究 235
7.3.8 抗代谢性肝病及抗肿瘤天然分子的机制研究 235
7.4 内源性分子化学生物学 237
7.4.1 植物芥酸酰胺的抗菌机制研究 238
7.4.2 I3C胃肠道化学转化与内源合成途径 239
7.4.3 衣康酸的免疫调控与抗菌机制研究 240
7.4.4 FBP信号功能的相关研究 241
7.5 总结与展望 243
参考文献 244
第8章 化学遗传学 248
8.1 引言 248
8.2 分子探针与小分子药物开发 249
8.2.1 多巴胺修饰图谱绘制新技术的开发 249
8.2.2 生物活性分子热蛋白质组分析新技术的开发及应用 250
8.2.3 体温调控新靶标与新分子的发现及机制研究 251
8.2.4 中国患者特征前列腺癌的精准诊疗研究 251
8.2.5 乙型肝炎病毒新型抑制剂的发现及机制研究 252
8.2.6 靶向肿瘤免疫的分子探针与先导化合物开发 252
8.3 化学重编程诱导多能干细胞的研究及应用 253
8.3.1 化学诱导多能干细胞重编程技术的开发 253
8.3.2 快速化学重编程系统的开发 254
8.3.3 化学重编程技术在糖尿病治疗中的应用研究 255
8.4 表观遗传修饰机制研究 256
8.4.1 组蛋白甲基化效应蛋白的鉴定及机制研究 256
8.4.2 靶向YEATS结构域的化学探针与抑制剂开发 256
8.4.3 植物m？A修饰的功能调控及农业应用研究 258
8.4.4 m？A识别蛋白YTHDF1/2的功能调控及化学干预研究 259
8.4.5 RNA修饰酶化学探针筛选技术的开发 261
8.5 RNA化学修饰的非酶依赖型精准干预 261
8.5.1 m？A修饰直接化学调控新方法的开发 261
8.5.2 i？A修饰原位调控生物正交化学技术的开发与应用 262
8.5.3 活体水平RNA损伤化学修复的研究 263
8.6 RNA去甲基化酶的化学干预研究 265
8.6.1 抗急性髓系白血病FTO抑制剂的优化及成药性研究 265
8.6.2 靶向FTO调控实体瘤免疫微环境的研究 267
8.6.3 靶向FTO的PROTAC降解剂开发 268
8.6.4 靶向ALKBH5的选择性共价抑制剂开发 269
8.7 总结与展望 270
参考文献 272
第9章 生物合成化学 276
9.1 引言 276
9.2 天然产物的生物合成机制与规律解析 277
9.2.1 微生物天然产物的装配线与模块化合成 277
9.2.2 核糖体肽天然产物的生物合成与改造 278
9.2.3 高等生物天然产物的生物合成研究 280
9.3 新型天然酶的发现与机制解析 284
9.4 人工酶构建与催化研究 287
9.4.1 光/电驱动人工酶的设计与功能重塑 287
9.4.2 基因编码技术驱动的人工酶创制 288
9.4.3 基于非天然辅因子的人工酶创制 291
9.5 光电能量驱动的生物合成研究 291
9.5.1 材料-微生物杂化系统增强能量捕获与转化 292
9.5.2 模块化光驱动系统实现高效碳合成 294
9.5.3 光驱动清洁能源与高附加值化学品合成 295
9.6 总结与展望 299
参考文献 299
第10章 药物化学生物学 303
10.1 引言 303
10.2 药物化学生物学新技术的研发与应用 304
10.2.1 蛋白质翻译后修饰及互作网络解析 304
10.2.2 基于化学蛋白质组学的药物化学生物学研究 308
10.2.3 基于DNA编码分子库的药物化学生物学研究 310
10.2.4 非天然生物大分子药物与治疗载体研究 313
10.3 重大疾病新靶标机制研究与新药创制 314
10.3.1 代谢性疾病靶标发现及调节分子研究 315
10.3.2 天然免疫分子靶标机制研究及药物研发 316
10.3.3 癌症相关激酶靶向新药研究 318
10.3.4 代谢性肝病新靶标的药物研发 319
10.3.5 蛋白质稳态相关疾病的蛋白酶激动剂研究 321
10.3.6 难靶蛋白靶标确证及化学干预研究 325
10.3.7 靶向核酸G-四链体的化学干预研究 327
10.4 化学干预驱动的新机制分子实体开发 330
10.4.1 新型共价弹头研究及靶向蛋白降解应用 330
10.4.2 靶向蛋白降解剂的分子胶水设计与机制研究 333
10.4.3 分子导向的衰老靶向精准干预研究 335
10.4.4 金属药物新靶标鉴定与协同治疗策略开发 336
10.5 总结与展望 338
参考文献 339
第11章 化学生物学前沿交叉方向 343
11.1 引言 343
11.2 金属化学生物学 343
11.2.1 金属介导的免疫调控与化学干预 344
11.2.2 金属介导生物大分子动态修饰与功能调控 355
11.2.3 金属化学生物学新技术与新方法 359
11.3 免疫化学生物学 363
11.3.1 先天性免疫信号通路的化学调控 363
11.3.2 细胞因子及免疫受体的化学改造与干预 365
11.3.3 糖化学免疫学的免疫细胞糖链干预和表征 367
11.3.4 基于纳米化学平台的免疫调控研究 368
11.3.5 基于化学生物学工具的免疫细胞互作机制研究 369
11.4 神经化学生物学 370
11.4.1 神经退行性疾病的化学生物学研究 371
11.4.2 免疫邻近标记技术解析神经元亚细胞蛋白质组 377
11.4.3 神经电生理活动的时空分辨观测 378
11.5 纳米化学生物学 380
11.5.1 医用纳米材料与多层级生物屏障相互作用的分析方法 380
11.5.2 医用纳米材料与多层级生物屏障相互作用机制 383
11.5.3 多功能纳米结构的化学生物学设计 388
11.6 总结与展望 395
参考文献 396
第12章 化学生物学成果转化与应用 402
12.1 引言 402
12.2 面向医疗健康的化学生物学 402
12.2.1 组学测序新技术开发 403
12.2.2 疾病精准干预策略研究 406
12.3 面向植物与农业的化学生物学 409
12.3.1 植物RNA修饰功能与调控作物性状机制研究 410
12.3.2 RNA修饰与作物发育及性状调控 416
12.3.3 植物蛋白质修饰的鉴定研究 421
12.4 农药化学生物学 422
12.4.1 新型植物激素激动剂与生长调节剂的设计及机制研究 423
12.4.2 新型杀菌剂的设计与除草剂靶标机制研究 426
12.4.3 农药分子设计技术平台及专用软件开发 433
12.5 成果转化案例 434
12.5.1 精准诊断与检测技术转化 435
12.5.2 原创药物研发与临床转化 437
12.5.3 原创农药新品种与转化推广 445
12.6 总结与展望 450
参考文献 452
技术索引 458
关键词索引 462