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期刊信息/Journal information
生物化学与生物物理进展
生物化学与生物物理进展

王大成

月刊

1000-3282

prog@ibp.ac.cn

010-64888459

100101

北京朝阳区大屯路15号中国科学院生物物理研究所内

生物化学与生物物理进展/Journal Progress in Biochemistry and BiophysicsCSCD北大核心CSTPCDSCI
查看更多>>本刊为专业学术性刊物。报道生物化学、分子生物学、生物物理学及神经科学等学科的国内外最新进展动态。刊登实验报告、快报、技术与方法介绍和学术争鸣等。读者对象为相关学科的科研人员、大专院校师生及医药卫生、农林牧渔等领域的科技工作者。
正式出版
收录年代

    坚持特色,不断创新

    刘力
    2267页
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    求索大脑智慧本质,照亮类脑智能之路

    郭爱克
    2268-2273页
    查看更多>>摘要：宇宙创生→生命爆发→智能演生→人工智能，这是一条演化的历史长河。时代在问，脑与心智从哪里来，将到哪里去?人工智能的前途和命运是怎样的?人类文明的前途和命运是怎样的?大脑智能和人工智能怎样才能相互照亮?是否有不依赖于大数据、大算力和大模型的智能路线?人工智能可否通过完全不同于生物进化的另一条道路通向"心智"?脑智创造力如何演化为新质生产力?这些问题的核心仍然是人类大脑在整体上是怎样工作的?本文将从微观—介观—宏观—宇观的尺度上来勾勒一幅复杂性与简约性辩证统一的图景。

    心智复杂性自组织跨膜态神经流形脑-智方程动力学系统神经状态空间

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    纳米酶与生命起源

    马龙梁子墨侯银银冯静...
    2274-2291页
    查看更多>>摘要：纳米酶是中国科学家发现的纳米材料的全新特性，其不仅具有类似天然酶的高催化活性，还呈现稳定性高、活性可调以及低温催化等特点。纳米酶的发现首次揭示了无机纳米材料的生物催化活性。而无机矿物也被认为是生命起源重要催化剂，参与早期生物分子的合成。无机矿物不仅能够通过氧化还原反应促进无机小分子向有机小分子的转化，还能够利用其表面结构实现手性选择、生物大分子合成以及发挥辐射保护功能。最新研究表明，无机纳米材料不仅可以温和催化生物分子合成，也能够参与生物大分子的聚合和辐射保护。不仅如此，纳米矿物也被发现广泛存在于地球和地外空间中。因此，本文将基于无机矿物在生命起源中的不同作用，结合纳米酶的特性，探讨纳米酶作为生命起源过程催化剂的可能，为生命起源研究提供新的方向。

    生命起源化学起源无机矿物纳米酶

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    三个对"氧化应激"的重新认识

    陈畅
    2292-2297页
    查看更多>>摘要：生命离不开氧，细胞的氧化还原状态直接调控蛋白质等生物大分子功能，介导细胞信号转导以及衰老、神经退行性疾病、代谢病、肿瘤等许多生理和病理过程。鉴于20世纪50年代提出的自由基衰老学说，长期以来氧化应激常与氧化损伤混为一谈，"抗氧化"一度成为"抗衰老"的代名词。本文结合本实验室相关研究T作及领域前沿，提出三个对"氧化应激"的重新认识:第一，氧化应激不等于氧化损伤，具有重要生理功能;第二，氧化应激不是"万金油"，氧化还原调控具有特异性，氧化还原修饰是其作用机制;第三，不能泛泛抗氧化，氧化还原平衡具有精准属性，抗氧化要考虑5R(Right species，Right place，Right time，Right level，Right target)原则，精准氧化还原医药时代已开启。未来挑战体现在氧化还原生物学与医学基础研究、氧化应激在生理和病理过程及环境胁迫中的特异分子机制研究及精准氧化还原干预三大方面，需要多学科交叉、基础与临床研究深度合作、国际协同攻关，实现对生命过程氧化还原认识的突破、机理的突破、精准干预的突破!

    氧化应激氧化损伤氧化还原修饰精准氧化还原5R原则抗氧化衰老

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    绿色植物光系统Ⅰ及其光合作用调控的结构基础

    苏小东李梅
    2298-2310页
    查看更多>>摘要：光系统Ⅰ被认为是自然界中最高效的纳米光化学机器，其复杂的结构和精细的调控机制确保了光合作用的高效进行。绿色植物光系统Ⅰ由核心复合物和多样的外周捕光天线构成，并参与包括状态转换、环式电子传递等多种光合作用调节过程。本文主要以笔者所在实验室在绿色植物光系统Ⅰ及其参与光合作用调控的结构生物学方面取得的进展进行综述，使人们对这一领域有更深入的理解。

    光系统Ⅰ蛋白质结构光合作用调控状态转换环式电子传递

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    Gasdermin膜打孔蛋白——细胞焦亡的执行者

    侯彦婕丁璟珒
    2311-2327页
    查看更多>>摘要：细胞焦亡是一种由膜打孔蛋白gasdermin(GSDM)家族介导的膜裂解性细胞程序性坏死，在机体抵御病原感染、清除变异或有害细胞等生物学过程中发挥关键作用。哺乳动物具有双结构域自抑制特征的GSDM蛋白通过上游蛋白酶切割释放N端的效应结构域，在细胞膜上发生剧烈的构象变化并寡聚打孔，介导裂解性的细胞焦亡。GSDM蛋白进化保守，在包括细菌在内的多种生物体中普遍存在，蛋白酶切割释放膜打孔活性是GSDM蛋白激活的通用机制。最近在一些低等真核生物中发现了缺少C端自抑制结构域的非经典GSDM蛋白，它们采用非酶切依赖的全新机制激活膜打孔活性，介导细胞死亡。由于细胞焦亡高度促炎的免疫学特征，机体通过基因转录和蛋白质翻译后修饰等多种方式精确地调控GSDM蛋白的活性，从而控制细胞焦亡的程度和产生的炎症效应;病原菌在和宿主免疫系统的博弈中，也进化出专门的机制直接拮抗宿主的细胞焦亡免疫防御。本文围绕近年来GSDM蛋白介导细胞焦亡领域的研究进展，系统地总结了 GSDM蛋白的基本生物学特征，及其丰富多样的活化和调控机制，并展望了细胞焦亡研究的生物学意义和未来方向。

    细胞焦亡打孔蛋白激活机制调控机制病原菌

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    经典Wnt信号通路与心血管疾病

    齐燕飞刘晏平许文青闫小雪...
    2328-2339页
    查看更多>>摘要：心血管疾病是一组累及心脏和血管的疾病，主要包括冠心病、中风等疾病。它是世界上引起死亡的主要原因之一，其发病率逐年上升。高血压是心血管疾病的主要危险因素。Wnt信号通路由一系列控制基本生物学过程的高度保守的级联事件组成。Wnt信号通路包括经典Wnt通路(或Wnt/β-catenin通路)、非经典平面细胞极性通路和非经典钙依赖通路。异常的Wnt信号通路能够引起和促进细胞增殖和分化、心脏畸形，以及各种恶性肿瘤，因此，以Wnt信号通路为靶点的药物设计具有巨大的治疗潜力。经典Wnt/β-catenin通路通过调节细胞增殖、迁移、凋亡、血脑屏障通透性、炎症、氧化应激和免疫反应等参与动脉粥样硬化、脑卒中等心血管疾病的发生发展。本文结合最新研究进展，综述Wnt/β-catenin信号通路在心血管疾病发生发展中的相关机制，希望为心血管疾病的预防和治疗提供新的思路。

    Wnt/β-catenin信号通路心血管疾病病程

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    蛋白质棕榈酰化异常在神经退行性疾病中的致病机制及潜在治疗靶点

    刘文颖王舒衡贾建平
    2340-2356页
    查看更多>>摘要：蛋白质棕榈酰化(palmitoylation)是一种常见的S-酰化修饰，通过将蛋白质锚定在细胞膜上，动态且可逆地调节其在膜上的分布，这对于神经系统的正常功能至关重要。越来越多的证据表明，特定的ZDHHC(zinc finger Asp-His-His-Cys motif-containing)蛋白酰基转移酶(以下简称ZDHHC酶)在神经元发育和可塑性中发挥关键作用，而棕榈酰化失调则是多种神经系统疾病的潜在病因。本文综述了 ZDHHC酶在神经系统中不同脑区和细胞类型的表达及功能差异，探讨了蛋白质棕榈酰化的调控机制及其在神经退行性病变中的新兴作用。研究表明，ZDHHC酶在蛋白质序列上存在显著差异，并且其在神经系统中的表达具有区域特异性和细胞类型依赖性。这种异质性可能是调节神经元功能和突触传递的关键机制之一。多种神经退行性疾病中的关键病理蛋白(如淀粉样蛋白和亨廷顿蛋白)及其相关蛋白(如淀粉样前体蛋白和β位点切割酶1)都可以被棕榈酰化。异常的棕榈酰化可能通过影响这些蛋白质的稳态，加速神经退行性病变的进程。因此，通过调节这些病理蛋白的棕榈酰化状态，可能抑制其异常聚集及随之而来的神经毒性反应，进而为治疗神经退行性疾病提供新的潜在靶点。然而，当前的棕榈酰化检测技术仍存在一些限制，特别是在量化方面尚未有简便的方法。现有的棕榈酰化检测方法主要基于棕榈酸和半胱氨酸的标记和分析，但这些方法通常复杂且成本较高。此外，不同的检测方法可能会导致棕榈酰蛋白质组的结果存在差异，这进一步增加了研究的挑战性。深入理解棕榈酰化在神经系统疾病中的作用机制，并开发更有效的检测技术，对于揭示其致病机制和开发新的治疗策略至关重要。

    棕榈酰化阿尔茨海默病棕榈酰基转移酶酰基生物素交换

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    人类疼痛的神经网络表征

    易阳洋涂毅恒
    2357-2368页
    查看更多>>摘要：疼痛是一种不愉快的感觉和情感体验，其涉及到多级神经加工过程，神经活动模式十分复杂。非侵入性脑功能成像技术可以实现在全脑水平上解析人类疼痛的神经机制。其中，功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)技术因具有高空间分辨率的优势，使其在探索人类疼痛的神经机制研究中得到了广泛的应用。本文聚焦于人类疼痛的fMRI研究，首先概述了疼痛相关的脑响应研究发现，梳理了与疼痛加工相关的多个脑区功能活动变化。然而，调节单一脑区的功能难以影响疼痛体验，提示疼痛加T涉及多脑区之间的协同作用。由此，本文综述了参与疼痛加工的脑区之间交互现象，这些研究揭示了多条神经通路以串行或并行的方式构成了复杂的疼痛神经网络，进而处理与疼痛相关的感觉、情绪和认知信息。基于上述研究，近年来不断更迭发展的超高场强fMRI及脑脊同步成像技术，助力人类疼痛研究深入到核团和脊髓层面，拓展了疼痛神经网络的精细度和全面性。综上，本文提出了人类疼痛的神经网络表征，并以此为基础指导神经调控技术调节异常的神经网络表征，进而实现缓解疼痛症状的目标。最后，本文讨论了当前疼痛神经表征研究的局限性，并提出了探索疼痛特异性表征，对比实验诱发性疼痛和临床自发性疼痛，以及疼痛个体化表征的研究展望。

    疼痛功能磁共振成像神经网络表征

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    基于DNA条形码技术的高通量介观联接组学

    胡鹏凯黄龙文
    2369-2378页
    查看更多>>摘要：联接组学作为研究不同脑区、不同神经元之间突触联接模式的一个重要神经科学研究领域，是理解神经计算，揭示情感、学习、认知等复杂功能的关键之一。其中微米级的介观联接组学以其独有的优势成为了目前在啮齿类动物等的神经系统研究中应用最为广泛的技术，且在非人灵长类动物的脑科学研究中也有着重要的应用前景。传统的介观联接组学测量技术通常采用荧光标记和光学成像的原理，对神经环路进行顺行或逆行示踪。为了实现单细胞精度的示踪成像以绘制更精细的联接图谱，人们发明了稀疏标记神经元的方法，但在单个动物的示踪通量、数据的多组学跨模态整合等方面仍面临着挑战。近十年来，基于DNA条形码的高通量介观联接组测量技术正快速发展，与传统的介观联接组学测量技术相比具有高通量、低成本以及多组学分析的优势。本文根据示踪原理及所用病毒感染模式的不同介绍了几种较成熟的基于DNA条形码的介观联接组学代表性技术，并从技术原理、技术应用以及技术的优缺点等方面进行总结。最后，总结了基于DNA条形码的高通量介观联接组测量技术领域的发展现状，并提出了一些未来的研究方向。

    DNA条形码介观联接组脑联接图谱

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