Советский биохимик, академик АН СССР (с 1953), академик АМН СССР (с 1944). Родился в Москве. Окончил Московский университет (1919). Сотрудник Биохимического института Наркомздрава СССР (1921 - 1929), профессор биохимии Казанского университета и Казанского медицинского института (1929 - 1933), Ленинградского (1934 - 1940) и Московского (1936 - 1959) университетов, одновременно - зав. лабораторией биохимии животной клетки института биохимии АН СССР (1935 - 1959), зав. отделами биохимии института физиологии АН СССР (1944 - 1950) и Института экспериментальной медицины АМН СССР (1945 - 1952). С 1959 - директор организованного им института молекулярной биологии АН СССР. В 1955 - 1959 - академик секретарь Отделения биологических наук АН СССР.

Основные научные работы посвящены изучению закономерностей превращения фосфорных соединений в процессах клеточного обмена, их роли в обмене энергии и физиологической функции клетки, изучению взаимосвязи энергетических процессов и механической реакции мышечных белков, проблеме биосинтеза белка. Установил (1939, совместно с М. Н. Любимовой), что сократительный белок мышцы - миозин обладает свойствами фермента аденозинтрифосфатазы. Открыл (1931) дыхательное фосфорилирование на уровне клетки. Объяснил (1949) физиологический механизм взаимодействия процессов дыхания и брожения, в частности фазы угнетения брожения дыханием («эффект Пастера»). Проводил исследования в области биохимии витаминов, разрабатывал методы их количественного определения и технологии производства, изучал иммунохимию ферментов. Изучал структуру и функции нуклеиновых кислот и ферментов биосинтеза белка. Один из основоположников отечественной молекулярной биологии. Главный редактор основанного им журнала «Молекулярная биология» (с 1967).

Член АН ГДР (с 1950), Чехословацкой (с 1965), Польской (с 1974), Болгарской (с 1974), Национальной АН США (с 1973) и др.    Герой Социалистического Труда (1969). Государственные премии СССР (1943, 1979).