生物活性小分子

课程编码：180085071010P2001H 英文名称：Bioactive Endogenous Small Molecules 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：陈畅等

在生命科学研究中，蛋白质、DNA等生物大分子一直是研究的主要对象，越来越多的研究发现生物活性小分子通过与生物大分子相互作用，在细胞信号转导、细胞命运调控和生理病理过程中发挥重要作用。生物活性小分子是指生命体自身合成的、具有较高反应活性的多种小分子，包括氧化还原活性小分子、脂类分子、氨基酸和小肽、单糖和寡糖、核苷酸及其衍生物、维生素和抗生素等。本课程以生物活性小分子为主题，结合国内外最新研究，系统介绍生物活性小分子的功能、特性、检测方法、参与细胞生命活动的机制以及在重大疾病发生发展中的作用。

生物化学、细胞生物学、分子生物学

第一章 生物活性小分子概论 3.0学时
第1节 1.1 生物活性小分子简介
第2节 1.2生物活性小分子研究现状
第3节 1.3生物活性小分子研究的重要意义
第4节 氧化还原生物活性小分子的产生和代谢（3学时）
第二章 氧化还原生物活性小分子 18.0学时
第1节 2.1自由基生物学研究发展史
第2节 2.2细胞内氧化系统与还原系统
第3节 2.3活性氧及活性氮的生理功能
第4节 2.4活性氧及活性氮是产生和代谢
第5节 氧化还原生物活性小分子与生物大分子的作用（3学时）
第6节 3.1 RNA氧化
第7节 3.2 DNA 氧化
第8节 3.3 蛋白质氧化
第9节 3.4 巯基氧化还原修饰
第10节 3.5 氧化还原依赖的细胞信号转导
第11节 氧化还原生物活性小分子与衰老（3学时）
第12节 4.1 衰老的自由基理论
第13节 4.2 还原应激
第14节 4.3氧化还原调控与衰老研究的国际前沿和新假说
第15节 蛋白质巯基亚硝基化修饰在生理病理过程中的作用（3学时）
第16节 蛋白质巯基亚硝基化修饰简介
第17节 蛋白质巯基亚硝基化修饰在生理过程中的作用及机制
第18节 蛋白质巯基亚硝基化修饰在病理过程中的作用及机制
第19节 氧化还原应激（6学时）
第20节 氧化还原应激图谱
第21节 氧化还原应激与缺氧
第22节 氧化还原应激与肿瘤
第23节 氧化还原应激反应能力与衰老
第24节 氧化还原应激信号作用阈值与主动健康
第25节 精准氧化还原调控与抗氧化
第26节 代谢产物生物活性小分子（3学时，陈畅）
第27节 5.1 代谢小分子具有细胞信号转导功能的重要意义
第28节 5.2 代谢小分子与Warburg 效应
第29节 5.3代谢小分子乙酰乙酸调作为信号分子的发现
第30节 5.4 代谢小分子与表观遗传调控
第31节 氨基酸代谢与心血管疾病-同型半胱氨酸的作用（3学时，陈畅）
第32节 6.1 同型半胱氨酸的代谢
第33节 6.2同型半胱氨酸的心血管效应及机制
第34节 6.3. 同型半胱氨酸的脂质调控效应及机制
第35节 6.4. 同型半胱氨酸的免疫-脂质交互效应及机制
第36节 6.5 调控高同型半胱氨酸代谢的临床意义
第三章 脂质小分子 9.0学时
第1节 脂肪酸合成与代谢（3学时）
第2节 7.1 脂肪酸种类简介
第3节 7.2 脂肪酸合成
第4节 7.3 脂肪酸代谢
第5节 花生四稀酸代谢小分子（3学时）
第6节 8.1 花生四稀酸的代谢产物
第7节 8.2 前列腺素实体及信号通路
第8节 8.3 环氧合酶抑制剂与人类健康
第9节 胆固醇合成与代谢（3学时）
第10节 9.1 胆固醇简介
第11节 9.2 胆固醇合成和代谢调控
第12节 9.3 胆固醇与心血管病变
第13节 9.4 固醇类激素
第四章 生物活性小分子与心血管系统 9.0学时
第1节 心血管系统概述（1学时）
第2节 13.1基础血流生理学
第3节 13.2 心脏
第4节 13.3血管系统
第5节 心血管活性小分子及其受体（3学时）
第6节 14.1 受体概念
第7节 14.2 乙酰胆碱
第8节 14.3 儿茶酚胺
第9节 14.4腺苷
第10节 14.5 其他活性小分子
第11节 心血管系统的活性肽（2学时）
第12节 15.1 钠尿肽
第13节 15.2 肾素-血管紧张素系统
第14节 15.3内皮素
第15节 15.4 其他活性肽
第16节 心血管系统的气体信号分子（3学时）
第17节 16.1 一氧化氮
第18节 16.2一氧化碳
第19节 16.3硫化氢
第五章 生物活性小分子的检测方法与技术 9.0学时
第1节 生物活性小分子检测方法概论（1学时）
第2节 17.1常见生物活性小分子检测方法的历史发展简介
第3节 17.2生物活性小分子检测方法的特点
第4节 17.3从离体、活细胞与活体动物三个层面了解生物活性小分子检测方法
第5节  荧光光谱与成像方法（2学时）
第6节 18.1荧光光谱与成像方法的基本原理
第7节 18.2氧自由基与ROS的荧光光谱与成像检测方法
第8节 18.3一氧化氮与NOS的荧光光谱与成像检测方法
第9节 18.4脂类活性小分子的的荧光光谱与成像检测方法
第10节  电子自旋共振波谱与成像方法（3学时）
第11节 19.1 自由基捕获与电子自旋共振波谱研究方法的基本原理
第12节 19.2 氧自由基捕获与其电子自旋共振波谱及活体成像
第13节 19.3一氧化氮捕获与其电子自旋共振波谱及成像检测方法
第14节 传感器与电分析化学方法（2学时）
第15节 20.1 电化学传感器方法的基本原理
第16节 20.2 一氧化氮电化学传感器
第17节 20.3 超氧阴离子自由基电化学传感器
第18节 20.4 过氧化氢及其它ROS的电化学传感器
第19节 20.5 脂类活性小分子的电化学传感器
第20节 其它生物活性小分子的分析方法及新技术（1学时）
第21节 21.1 针对脂类活性小分子的MS及其MS/HPLC联用检测方法
第22节 21.2 ROS的化学发光检测技术
第23节 21.3 ROS的电化学发光检测方法
第六章 讨论及学生展讲 6.0学时
第1节 讨论课主题：我感兴趣的生物活性小分子研究 6.0学时
第七章 考试 6.0学时
第1节 期末考试 6.0学时

陈畅，中国科学院生物物理研究所研究员，生物大分子卓越创新中心研究员，中国科学院特聘研究员，中国科学院大学特聘教授，中国科学技术大学客座教授。国家杰出青年科学基金获得者，先后三次分别担任973首席科学家和国家重点研发计划项目首席科学家。现任生物大分子国家重点实验室副主任，中国生物物理学会氧化还原生物学与医学分会会长（2021-），亚洲国际自由基生物学学会主席，享受国务院政府特殊津贴。主要科学贡献包括：创新开展蛋白质巯基亚硝基化翻译后修饰（S-nitros(yl)ation）的功能和方法研究，回答了自由基生物学领域长期困惑的活性氧及活性氮生物效应的特异性问题，及其如何发挥信号转导作用的分子机制问题；挑战传统的自由基衰老学说，提出提高氧化应激信号作用阈值（RST）、增强氧化应激反应能力（RRC）、延缓氧化应激抵抗（RRR）的主动抗氧化抗衰老策略，以及“5R”精准氧化还原干预（Precision Redox）策略。

刘平生，教授，博士生导师，现任中国科学院生物物理研究所创新课题组组长，中国科学院大学首席教授，中国科学技术大学、南京大学、贵州大学、西南医科大学等高校兼职教授。兼任中国科协生命科学学会联合体副秘书长、生命科学咨询顾问委员会专家、中国生物物理学会总干事长和常务理事。

陆忠兵，中国科学院大学生命科学学院教授，博士生导师，中国科学院百人计划获得者。研究聚焦心肌肥厚和心力衰竭、代谢性疾病的发病机制及自由基生物学，主持国家重点研发计划等项目。研究成果发表在Circulation、Redox Biology等学术期刊，培养博士生（含硕博连读）17人、硕士生16人。担任中国生物物理学会氧化还原生物学与医学分会理事。

杜立波，男，中国科学院化学研究所副研究员，硕士生导师。中国生物物理学会氧化还原生物学与医学分会副秘书长。研究方向为功能性纳米载药系统的设计、合成及功效研究，以及大气细颗粒物的健康效应研究；同时专注于电子顺磁共振（ESR）和自由基化学领域。在Toxicology等国际期刊发表多篇研究成果。