生物化學(xué)研究前沿

生物化學(xué)研究前沿

生物化學(xué)研究的基本概念與方法01生物化學(xué)研究的起源與發(fā)展19世紀(jì)末至20世紀(jì)初，生物化學(xué)研究開(kāi)始興起20世紀(jì)中葉，生物化學(xué)研究取得重要突破，如發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)20世紀(jì)末至21世紀(jì)初，生物化學(xué)研究進(jìn)入分子生物學(xué)時(shí)代，研究手段不斷更新生物化學(xué)研究的重要性揭示生命活動(dòng)的本質(zhì)和規(guī)律，為生物學(xué)其他領(lǐng)域提供理論基礎(chǔ)為生物醫(yī)學(xué)研究提供重要方法和技術(shù)，推動(dòng)疾病診斷和治療的發(fā)展為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供核心技術(shù)，如基因工程、酶工程等生物化學(xué)研究的發(fā)展歷程與重要性生物化學(xué)研究的基本原理分子生物學(xué)原理：研究生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能及其相互作用代謝生物學(xué)原理：研究生物體內(nèi)物質(zhì)的合成、分解和能量轉(zhuǎn)化過(guò)程生物膜與細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)原理：研究生物膜的結(jié)構(gòu)、功能以及細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞機(jī)制生物化學(xué)研究的基本方法分子生物學(xué)方法：如X射線(xiàn)衍射、核磁共振、電鏡技術(shù)等代謝生物學(xué)方法：如放射性同位素標(biāo)記、光譜分析、酶活性測(cè)定等生物膜與細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)方法：如熒光標(biāo)記、細(xì)胞成像、蛋白質(zhì)相互作用分析等生物化學(xué)研究的基本原理與方法生物化學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)技術(shù)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)：如二維電泳、質(zhì)譜分析、蛋白質(zhì)芯片技術(shù)等基因組學(xué)技術(shù)：如基因測(cè)序、基因表達(dá)譜分析、基因組編輯技術(shù)等代謝組學(xué)技術(shù)：如代謝物質(zhì)譜分析、穩(wěn)定同位素標(biāo)記、代謝通路分析技術(shù)等生物化學(xué)研究的工具生物信息學(xué)工具：如數(shù)據(jù)庫(kù)檢索、序列比對(duì)、基因功能預(yù)測(cè)等分子生物學(xué)工具：如PCR、基因克隆、蛋白質(zhì)表達(dá)與純化等細(xì)胞生物學(xué)工具：如細(xì)胞培養(yǎng)、顯微鏡觀(guān)察、細(xì)胞分離與純化等生物化學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)技術(shù)與工具蛋白質(zhì)生物化學(xué)研究前沿02蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的解析：如X射線(xiàn)衍射、核磁共振等蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系：如活性位點(diǎn)、結(jié)構(gòu)域、構(gòu)象變化等蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)與模擬：如蛋白質(zhì)折疊預(yù)測(cè)、分子動(dòng)力學(xué)模擬等蛋白質(zhì)功能研究蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)：如蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用、蛋白質(zhì)-核酸相互作用等蛋白質(zhì)功能調(diào)控：如磷酸化、泛素化、剪切等修飾調(diào)控蛋白質(zhì)功能缺失與疾病：如基因突變、疾病模型、藥物靶點(diǎn)等蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的深入研究蛋白質(zhì)相互作用研究蛋白質(zhì)相互作用預(yù)測(cè)：如基因共表達(dá)、蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)分析等蛋白質(zhì)相互作用驗(yàn)證：如酵母雙雜交、免疫共沉淀、表面等離子共振等蛋白質(zhì)相互作用調(diào)控：如分子伴侶、蛋白質(zhì)降解、信號(hào)通路調(diào)控等信號(hào)傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)研究信號(hào)傳導(dǎo)通路的分子機(jī)制：如激酶、磷酸酶、轉(zhuǎn)錄因子等信號(hào)傳導(dǎo)通路的動(dòng)態(tài)調(diào)控：如信號(hào)強(qiáng)度、信號(hào)時(shí)序、信號(hào)整合等信號(hào)傳導(dǎo)通路與疾病：如腫瘤、神經(jīng)退行性疾病、免疫性疾病等蛋白質(zhì)相互作用與信號(hào)傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法蛋白質(zhì)分離與純化：如二維電泳、液相色譜、蛋白質(zhì)芯片等蛋白質(zhì)鑒定與定量：如質(zhì)譜分析、同位素標(biāo)記、熒光定量等蛋白質(zhì)生物信息學(xué)分析：如蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)、基因本體、蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)等蛋白質(zhì)組學(xué)在疾病診斷治療中的應(yīng)用疾病標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)：如腫瘤標(biāo)志物、代謝疾病標(biāo)志物、免疫性疾病標(biāo)志物等藥物靶點(diǎn)研究：如藥物敏感性、藥物抗性、藥物靶點(diǎn)驗(yàn)證等疾病分子分型與個(gè)體化治療：如腫瘤分子分型、代謝疾病分子分型、免疫性疾病分子分型等蛋白質(zhì)組學(xué)研究與疾病診斷治療核酸生物化學(xué)研究前沿03基因組學(xué)研究基因組測(cè)序與注釋?zhuān)喝缛祟?lèi)基因組計(jì)劃、基因組比較、基因預(yù)測(cè)等基因組結(jié)構(gòu)與功能：如染色體結(jié)構(gòu)、基因家族、基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等基因組變異與疾?。喝缁蛲蛔?、基因多態(tài)性、疾病基因定位等表觀(guān)遺傳學(xué)研究表觀(guān)遺傳學(xué)機(jī)制：如DNA甲基化、組蛋白修飾、非編碼RNA調(diào)控等表觀(guān)遺傳學(xué)調(diào)控：如基因表達(dá)調(diào)控、細(xì)胞分化、生物發(fā)育等表觀(guān)遺傳學(xué)與疾?。喝缒[瘤、神經(jīng)退行性疾病、免疫性疾病等基因組學(xué)與表觀(guān)遺傳學(xué)研究進(jìn)展非編碼RNA的分類(lèi)與功能長(zhǎng)鏈非編碼RNA（lncRNA）：如基因調(diào)控、細(xì)胞分化、疾病發(fā)生等小分子非編碼RNA（microRNA）：如基因沉默、細(xì)胞生長(zhǎng)、疾病診斷等環(huán)狀非編碼RNA（circRNA）：如基因表達(dá)調(diào)控、蛋白質(zhì)互作、疾病治療等非編碼RNA的研究方法非編碼RNA的鑒定與定量：如高通量測(cè)序、實(shí)時(shí)定量PCR、RNA芯片等非編碼RNA的功能研究：如基因敲除、過(guò)表達(dá)、RNA干擾等非編碼RNA的生物信息學(xué)分析：如非編碼RNA數(shù)據(jù)庫(kù)、基因本體、蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)等非編碼RNA的應(yīng)用非編碼RNA與疾病診斷：如腫瘤標(biāo)志物、疾病早期診斷、預(yù)后評(píng)估等非編碼RNA與疾病治療：如藥物靶點(diǎn)、基因治療、細(xì)胞治療等非編碼RNA與生物技術(shù)開(kāi)發(fā)：如基因編輯、生物芯片、生物制藥等非編碼RNA的研究與應(yīng)用基因編輯技術(shù)CRISPR/Cas9技術(shù)：如基因敲除、基因插入、基因修復(fù)等ZFN技術(shù)：如基因敲除、基因插入、基因修復(fù)等TALEN技術(shù)：如基因敲除、基因插入、基因修復(fù)等基因編輯技術(shù)在疾病治療中的應(yīng)用遺傳性疾病治療：如基因突變修復(fù)、基因替代治療、基因敲除治療等癌癥治療：如免疫細(xì)胞基因編輯、腫瘤細(xì)胞基因敲除、腫瘤靶向治療等基因治療策略：如體內(nèi)基因編輯、體外基因編輯、基因載體遞送等基因編輯技術(shù)與疾病治療代謝生物化學(xué)研究前沿04代謝途徑研究代謝途徑的分子機(jī)制：如酶活性調(diào)控、代謝物轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝通量分析等代謝途徑的動(dòng)態(tài)調(diào)控：如生物節(jié)律、營(yíng)養(yǎng)攝入、環(huán)境應(yīng)激等代謝途徑與疾?。喝绱x性疾病、腫瘤、神經(jīng)退行性疾病等生物能量轉(zhuǎn)化的研究生物能量代謝的分子機(jī)制：如糖酵解、三羧酸循環(huán)、氧化磷酸化等生物能量代謝的調(diào)控：如能量傳感器、能量代謝信號(hào)通路、能量代謝適應(yīng)性等生物能量代謝與疾?。喝绶逝?、糖尿病、肌肉萎縮等代謝途徑與生物能量轉(zhuǎn)化的研究代謝疾病的分子機(jī)制代謝酶缺陷：如酶活性降低、酶結(jié)構(gòu)異常、酶穩(wěn)定性改變等代謝物質(zhì)累積：如代謝產(chǎn)物過(guò)多、代謝產(chǎn)物毒性、代謝產(chǎn)物排泄障礙等代謝信號(hào)通路紊亂：如信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)異常、信號(hào)放大、信號(hào)抑制等代謝疾病的治療策略代謝酶替代治療：如基因治療、酶替代療法、藥物干預(yù)等代謝物質(zhì)清除治療：如血液透析、腹膜透析、代謝物質(zhì)吸附等代謝信號(hào)通路調(diào)控治療：如藥物靶點(diǎn)、基因治療、細(xì)胞治療等代謝疾病的分子機(jī)制與治療策略微生物代謝工程微生物菌種的改造：如基因突變、基因敲除、基因插入等微生物培養(yǎng)條件的優(yōu)化：如營(yíng)養(yǎng)元素、生長(zhǎng)環(huán)境、生物產(chǎn)量等微生物生產(chǎn)過(guò)程的調(diào)控：如代謝途徑調(diào)控、產(chǎn)物合成、副產(chǎn)物降解等微生物代謝工程與生物制藥應(yīng)用生物藥物生產(chǎn)：如抗生素、酶制劑、生物疫苗等生物燃料生產(chǎn)：如生物乙醇、生物沼氣、生物氫等生物食品添加劑：如微生物多糖、微生物多肽、微生物色素等微生物代謝工程與生物制藥生物膜與細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)研究前沿05生物膜的結(jié)構(gòu)研究生物膜的分子組成：如磷脂、膽固醇、蛋白質(zhì)等生物膜的立體結(jié)構(gòu)：如脂質(zhì)雙層、微區(qū)、膜蛋白復(fù)合體等生物膜的動(dòng)態(tài)變化：如膜脂流動(dòng)、膜蛋白翻轉(zhuǎn)、膜脂筏形成等生物膜的功能研究生物膜的通透性：如被動(dòng)擴(kuò)散、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)等生物膜的信號(hào)傳導(dǎo)：如膜受體、膜離子通道、膜酶等生物膜的細(xì)胞黏附：如細(xì)胞間連接、細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞黏附分子等生物膜的結(jié)構(gòu)與功能研究細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路的分子機(jī)制信號(hào)受體的結(jié)構(gòu)與功能：如膜受體、核受體、細(xì)胞內(nèi)受體等信號(hào)傳導(dǎo)分子的激活與調(diào)控：如激酶、磷酸酶、轉(zhuǎn)錄因子等信號(hào)傳導(dǎo)通路的級(jí)聯(lián)反應(yīng)：如信號(hào)放大、信號(hào)傳導(dǎo)、信號(hào)整合等細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路與疾病信號(hào)傳導(dǎo)通路的異常：如信號(hào)通路激活、信號(hào)通路抑制、信號(hào)通路紊亂等信號(hào)傳導(dǎo)通路與疾病發(fā)生：如腫瘤、神經(jīng)退行性疾病、免疫性疾病等信號(hào)傳導(dǎo)通路與疾病治療：如藥物靶點(diǎn)、基因治療、細(xì)胞治療等細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路的分子機(jī)制細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)異常與疾病發(fā)生信號(hào)傳導(dǎo)通路的異常激活：如腫瘤發(fā)生、炎癥反應(yīng)、自身免疫性疾病等信號(hào)傳導(dǎo)通路的異常抑制：如生長(zhǎng)遲緩、發(fā)育障礙、神經(jīng)退行性疾病等信號(hào)傳導(dǎo)通路的異常調(diào)控：如信號(hào)通路串?dāng)_、信號(hào)通路互作、信號(hào)通路失衡等細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)異常與疾病治療信號(hào)通路調(diào)控治療：如藥物靶點(diǎn)、基因治療、細(xì)胞治療等信號(hào)通路保護(hù)策略：如抗氧化、抗炎、抗腫瘤等信號(hào)通路重塑策略：如信號(hào)通路激活、信號(hào)通路抑制、信號(hào)通路重建等細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)異常與疾病發(fā)生發(fā)展生物化學(xué)技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用06生物化學(xué)技術(shù)在藥物靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)：如蛋白質(zhì)分離、蛋白質(zhì)鑒定、蛋白質(zhì)定量等基因編輯技術(shù)：如CRISPR/Cas9、ZFN、TALEN等高通量篩選技術(shù)：如細(xì)胞篩選、酶活性篩選、蛋白質(zhì)相互作用篩選等生物化學(xué)技術(shù)在藥物篩選與優(yōu)化中的應(yīng)用藥物篩選技術(shù)：如高通量篩選、虛擬篩選、表面等離子共振等藥物優(yōu)化技術(shù)：如藥物結(jié)構(gòu)優(yōu)化、藥物活性?xún)?yōu)化、藥物選擇性?xún)?yōu)化等藥物評(píng)價(jià)技術(shù)：如藥物安全性評(píng)價(jià)、藥物有效性評(píng)價(jià)、藥物藥代動(dòng)力學(xué)評(píng)價(jià)等生物化學(xué)技術(shù)在藥物研發(fā)中的應(yīng)用生物化學(xué)技術(shù)在基因治療策略中的應(yīng)用基因替代治療：如基因缺失、基因突變、基因修復(fù)等基因敲除治療：如條件性基因敲除、基因敲除模型、基因敲除驗(yàn)證等基因編輯治療：如CRISPR/Cas9、ZFN、TALEN等生物化學(xué)技術(shù)在基因治療載體研究中的應(yīng)用病毒載體：如腺病毒、腺相關(guān)病毒、單純皰疹病毒等非病毒載體：如脂質(zhì)體、納米粒、聚合物等基因遞送技術(shù)：如基因電轉(zhuǎn)、基因轉(zhuǎn)染、基因槍等生物化學(xué)技術(shù)在基因治療中的應(yīng)用生物化學(xué)技術(shù)在疾病標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)：如蛋白質(zhì)分離、蛋白質(zhì)鑒定、蛋白質(zhì)定量等基因組學(xué)技術(shù)：如