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| 應用生物化學 |
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生物化學，顧名思義是研究生物體中的化學進程的一門學科，常常被簡稱為生化。
它主要用於研究細胞內各組分，如蛋白質、糖類、脂類、核酸等生物大分子的結構和功能。而對於化學生物學來說，則着重於利用化學合成中的方法來解答生物化學所發現的相關問題。
基本內容
中文名：生物化學
核心：用化學的方法、理論研究生命
外文名：Biochemistry
定義
化學的分支學科。它是研究生命物質的化學組成、結構及生命活動過程中各種化學變化的基礎生命科學。
生物化學（Biochemistry）這一名詞的出現大約在19世紀末、20世紀初，但它的起源可追溯得更遠，其早期的歷史是生理學和化學的早期歷史的一部分。例如18世紀80年代，A.-L.拉瓦錫證明呼吸與燃燒一樣是氧化作用，幾乎同時科學家又發現光合作用本質上是植物呼吸的逆過程。又如1828年F.沃勒首次在實驗室中合成了一種有機物──尿素，打破了有機物只能靠生物產生的觀點，給「生機論」以重大打擊。1860年L.巴斯德證明發酵是由微生物引起的，但他認為必需有活的酵母才能引起發酵。1897年畢希納兄弟發現酵母的無細胞抽提液可進行發酵，證明沒有活細胞也可進發這樣複雜的生命活動，終於推翻了「生機論」。
歷史
在尿素被人工合成之前，人們普遍認為非生命物質的科學法則不適用於生命體，並認為只有生命體能夠產生構成生命體的分子（即有機分子）。直到1828年，化學家弗里德里希·維勒成功合成了尿素這一有機分子，證明了有機分子也可以被人工合成。
生物化學研究起始於1883年，安塞姆·佩恩（Anselme Payen）發現了第一個酶，澱粉酶。1896年，愛德華·畢希納闡釋了一個複雜的生物化學進程：酵母細胞提取液中的乙醇發酵過程。「生物化學」（biochemistry）這一名詞在1882年就已經有人使用；但直到1903年，當德國化學家卡爾·紐伯格（Carl Neuberg）使用後，「生物化學」這一詞彙才被廣泛接受。隨後生物化學不斷發展，特別是從20世紀中葉以來，隨着各種新技術的出現，例如色譜、X射線晶體學、核磁共振、放射性同位素標記、電子顯微學以及分子動力學模擬，生物化學有了極大的發展。這些技術使得研究許多生物分子結構和細胞代謝途徑，如糖酵解和三羧酸循環成為可能。
另一個生物化學史上具有重要意義的歷史事件是發現基因和它在細胞中的傳遞遺傳信息的作用；在生物化學中，與之相關的部分又常常被稱為分子生物學。1950年代，詹姆斯·沃森、佛朗西斯·克里克、羅莎琳·富蘭克林和莫里斯·威爾金斯共同參與解析了DNA雙螺旋結構，並提出DNA與遺傳信息傳遞之間的關係。
到了1958年，喬治·韋爾斯·比德爾和愛德華·勞里·塔特姆因為發現「一個基因產生一個酶」而獲得該年度諾貝爾生理學和醫學獎。1988年，科林·皮奇福克成為第一個以DNA指紋分析結果作為證據而被判刑的謀殺犯，DNA技術使得法醫學得到了進一步發展。2006年，安德魯·法厄和克雷格·梅洛因為發現RNA干擾現象對基因表達的沉默作用而獲得諾貝爾獎。
生物化學的三個主要分支：普通生物化學研究包括動植物中普遍存在的生化現象；植物生物化學主要研究自養生物和其他植物的特定生化過程；而人類或醫藥生物化學則關注人類和人類疾病相關的生化性質。
物質組成
生物體是由一定的物質成分按嚴格的規律和方式組織而成的。人體約含水55－67%，蛋白質15～18%，脂類 10～15%，無機鹽3～4% 及糖類1～2%等。從這個分析來看，人體的組成除水及無機鹽之外，主要就是蛋白質、脂類及糖類三類有機物質。其實，除此三大類之外，還有核酸及多種有生物學活性的小分子化合物，如維生素、激素、氨基酸及其衍生物、肽、核苷酸等。若從分子種類來看，那就更複雜了。以蛋白質為例，人體內的蛋白質分子，據估計不下100000種。這些蛋白質分子中，極少與其它生物體內的相同。每一類生物都各有其一套特有的蛋白質,它們都是些大而複雜的分子。其它大而複雜的分子，還有核酸、糖類、脂類等；它們的分子種類雖然不如蛋白質多，但也是相當可觀的。這些大而複雜的分子稱為「生物分子」。生物體不僅由各種生物分子組成，也由各種各樣有生物學活性的小分子所組成，足見生物體在組成上的多樣性和複雜性。
大而複雜的生物分子在體內也可降解到非常簡單的程度。當生物分子被水解時，即可發現構成它們的基本單位，如蛋白質中的氨基酸，核酸中的核苷酸，脂類中脂肪酸及糖類中的單糖等。這些小而簡單的分子可以看作生物分子的構件，或稱作「構件分子」。它們的種類為數不多，在每一種生物體內基本上都是一樣的。實際上，生物體內的生物分子僅僅是由不多幾種構件分子借共價鍵連接而成的。由於組成一個生物分子的構件分子的數目多，它的分子就大；因為構件分子不只一種，而且其排列順序又可以是各種各樣，由此而形成的生物分子的結構，當然就複雜。不僅如此，某些生物分子在不同情況下，還會具有不同的立體結構。生物分子的種類是非常多的。自然界約一百三十餘萬種生物體中，據估計總大約有種蛋白質及種核酸；它們都是由一些構件分子所組成。構件分子在生物體內的新陳代謝中，按一定的組織規律，互相連接，依次逐步形成生物分子、亞細胞結構、細胞組織或器官，最後在神經及體液的溝通和聯繫下，形成一個有生命的整體。
物質代謝
生物體內有許多化學反應，按一定規律，繼續不斷地進行着。如果其中一個反應進行過多或過少，都將表現為異常，甚至疾病。病毒除外，病毒在自然環境下無生命反應。生物體內參加各種化學反應的分子和離子，不僅有生物分子，而更多和更主要的還是小的分子及離子。有人認為，沒有小分子及離子的參加，不能移動或移動不便的生物分子便不能產生各種生命攸關的生物化學反應。沒有二磷酸腺苷（ADP）及三磷酸腺苷（ATP）這樣的小分子作為能量接受、儲備、轉運及供應的媒介，則體內分解代謝放出的能，將會散發為熱而被浪費掉，以致一切生理活動及合成代謝無法進行。再者，如果沒有、、、等離子的存在，體內許多化學反應也不會發生，憑藉各種化反應，生物體才能將環境中的物質（營養素）及能量加以轉變、吸收和利用。營養素進人體內後，總是與體內原有的混合起來，參加化學反應。在合成反應中，作為原料，使體內的各種結構能夠生長、發育、修補、替換及繁殖。在分解反應中，主要作為能源物質，經生物氧化作用，放出能量，供生命活動的需要，同時產生廢物，經由各排泄途徑排出體外，交迴環境，這就是生物體與其外環境的物質交換過程，一般稱為物質代謝或新陳代謝。據估計一個人在其一生中（按60歲計算），通過物質代謝與其體外環境交換的物質約相當於60000kg水，10000kg糖類，1600kg蛋白及1000kg脂類。
物質代謝的調節控制是生物體維持生命的一個重要方面。物質代謝中絕大部分化學反應是在細胞內由酶促成，而且具有高度自動調節控制能力。這是生物的重要特點之一。一個小小的活細胞內，幾近兩千種酶，在同一時間內，催化各種不同代謝中各自特有的化學反應。這些化學反應互不妨礙，互不干擾，各自有條不紊地以驚人的速度進行着，而且還互相配合。結果，不論是合成代謝還是分解代謝，總是同時進行到恰到好處。以蛋白質為例，用人工合成，即使有眾多高深造詣的化學家，在設備完善的實驗室里，也需要數月以至數年，或能合成一種蛋白質。然而在一個活細胞里，在37℃及近於中性的環境中，一個蛋白質分子只需幾秒鐘，即能合成，而且有成百上千個不相同的蛋白質分子，幾乎像在同一個反應瓶中那樣，同時在進行合成，而且合成的速度和量，都正好合乎生物體的需要。這表明，生物體內的物質代謝必定有盡善盡美的安排和一個調節控制系統。根據現有的知識，酶的嚴格特異性、多酶體系及酶分布的區域化等的存在，可能是各種不同代謝能同時在一個細胞內有秩序地進行的一個解釋。在調節控制方面，動物體內，除神經體液發揮着重要作用之外，作用物的供應及輸送、產物的需要及反饋抑制，基因對酶的合成的調控，酶活性受酶結構的改變及輔助因子的豐富與缺乏的影響等因素，亦不可忽視。[1]