Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


БИОХИМИЯ

БИОХИМИЯ (биол. химия), изучает хим. состав и структуру в-в, содержащихся в живых организмах, пути и способы регуляции их метаболизма, а также энергетич. обеспечение процессов, происходящих в клетке и организме. Становление биохимии как науки произошло на рубеже 19 и 20 вв.; термин "биохимия" предложен в 1903 К. Нейбергом.

Истоки биохим. знаний обнаруживаются в трудах ученых античного периода. Первые сведения о составе растит. и животных тканей начали появляться в средние века, когда объектами хим. анализа становились лек. растения, органы и ткани животных. Зарождение научных основ биохимии началось во 2-й пол. 18 в. благодаря применению хим. методов анализа в физиологии. Так, в 70-х гг. было установлено, что О2 атмосферы потребляется животными и выделяется растениями, доказано, что дыхание человека и животных с хим. точки зрения представляет собой процесс окисления (A. JIaвуазье 1770). В эти же годы выполнены исследования, приведшие к открытию фотосинтеза (Дж. Пристли, 1772; Я. Ингехауз, 1779), а Л. Спалланцани было показано, что процесс пищеварения можно рассматривать как сложную цепь хим. превращений.

К нач. 19 в. постепенно сформировались понятия о белках, жирах, углеводах, орг. к-тах; из прир. источников (растительных и животных) был выделен ряд орг. в-в: мочевина из мочи (Г. Руэль), глицерин, лимонная, яблочная, молочная и мочевая к-ты (К. Шееле), аспарагин (Л. Воклен) глюкоза и др. В 1828 Ф. Вёлер синтезировал мочевину из цианата аммония, показав тем самым несостоятельность учения о жизненной силе (витализма). При исследовании брожения были получены новые важные сведения о метаболизме в-в в живых организмах. Хим. ур-ние спиртового брожения глюкозы предложено в 1815 Ж. Гей-Люссаком. В 1837 Й. Берцелиус постулировал, что брожение - каталитич. процесс; Ю. Либих считал, что дрожжи (их Л. Пастер относил к живым организмам), вызывающие брожение представляют собой катализатор. В 1877 М. М. Манассеина в России установила, что способностью сбраживать сахар обладают и убитые дрожжи. Для подобного рода каталитич. агентов В. Кюне предложил название "энзим" (в пер. с греч. - "закваска"). В 1897 братья Э. и П. Бухнеры получили бесклеточный экстракт дрожжей (зимазу), вызывающий брожение. С последующего затем интенсивного изучения св-в дрожжевых экстрактов берет начало совр. энзимология. К др. важнейшим достижениям биохимии 2-й пол. 19 в. относятся выделение гликогена из печени и обнаружение его превращения в глюкозу, поступающую в кровь (К. Бернар,-1850-55), открытие дезоксирибонуклеиновой к-ты (Ф. Мишер,_1869), обнаружение специфичности ферментативного катализа (концепция "ключ-замок", Э. Фишер, 1894), обоснование полипептидной теории строения белка (Ф. Гофмейстер, Э. Фишер, 1902), разработка методов выделения и изучения митохондрий (Г. Альтман, 1890), первое упоминание о витаминах (X. Эйкман, 1896). В эти же годы сформулированы осн. положения учения о наследственности (Г. Мендель, 1866), предложена перекисная теория биол. окисления (А. Н. Бах, 1897), открыт хемосинтез у микроорганизмов (С. Н. Виноградский, 1887), выяснена природа пищеварит. ферментов (И. П. Павлов, 1902), осуществлено отделение панкреатич. амилазы от трипсина (А.Я. Данилевский, 1862) 1-я пол. 20 в. была периодом становления фундам. биохим. концепций. В энзимологии разработаны теорегич. основы кинетики ферментативных р-ций (Л. Михаэлис, М. Ментен, 1913), впервые получены в кристаллич. виде ферменты уреаза, пепсин и трипсин (Дж. Самнер, Дж. Нортроп, 20-30-е гг.), для изучения ферментсубстратных комплексов стали использовать фотометрич. методы (Б. Чане, 40-е гг.). В конце 20-х гг. были выделены из мышечных экстрактов АТФ и креатинфосфат, открыта АТФ-азная активность миозина (В.А. Энгельгардт, М.Н. Любимова 1939), в 40-е гг. Ф. Липманом разработаны представления о высокоэнергетич. фосфатах и установлена центральная роль АТФ в биоэнергетике клетки. В области изучения биол. окисления и метаболич. циклов был открыт "дыхательный фермент" цитохррмоксидаза (О. Варбург 1912), сформулирована концепция дыхательного фосфорилирования (В. А. Энгельгардт, 1931), проведено количеств, изучение окислит. фосфорилирования в р-циях гликолиза (В. А. Белицер, 1937). Открыты р-ция трансаминирования (А. Е. Браунштейн, 1938), циклы мочевины и трикарбоновых к-т (X. Кребс, 1933, 1937), были открыты флавопротеиды (1932), никотинамиднуклеотиды (О. Варбург, У. Эйлер, 1936). Вслед за установлением структуры хлорофила (Р. Вильштеттер, А. Штоль, 1913), значит. успех достигнут в выяснении механизма фотосинтеза (М. Калвин, 1948). В 40-е гг.

Л. Лелуаром открыты осн. пути биосинтеза углеводов, А. Сент-Дьёрдьи выделил аскорбиновую к-ту (20-30-е гг.). Открытие ДНК у растений (А. Н. Белозерский, 1936) способствовало признанию биохим. единства растит. и животного мира.

В эти годы созданы новые физ.-хим. методы анализа. Были заложены основы хроматографич. методов (М. С. Цвет, 1906). В 20-х гг. Т. Сведберг предложил использовать для седиментации белков ультрацентрифугу, вскоре этим методом был выделен ряд вирусов. В 30-х гг. А. Тизелиусом заложены основы электрофореза, в 1944 А. Мартином и др. создана распределит. хроматография, для определения структуры прир. соед. впервые стал использоваться рентгеноструктурный анализ (Д. Кроуфут-Ходжкин, 40-е гг.). Благодаря использованию физ.-хим. методов в 50-х гг. достигнуты крупные успехи в изучении двух важнейших классов биополимеров-белков и нуклеиновых к-т: Э. Чаргафф провел детальный хим. анализ нуклеиновых к-т, открыта двойная спираль ДНК (Дж. Уотсон и Ф. Крик, 1953), определена структура инсулина (Ф. Сенгер, 1953), одновременно осуществлен синтез пептидных гормонов-окситоцина и вазопрессина (Дю Виньо, 1953), открыт один из элементов пространственной структуры белков- спираль (Л. Полинг, 1951). В эти годы Р. Замечником открыты рибосомы, что послужило стимулом для изучения механизма синтеза белка.

На основе классич. биохимии в этот период возникли самостоят. науки - молекулярная биология и биоорганическая химия. Научное направление, объединяющее эти науки с биофизикой, получило название физ.-хим. биологии. Совр. период в развитии биохимии характеризуется новыми достижениями в изучении живой материи. В области энзимологии исследованы сотни ферментных систем, во мн. случаях установлен механизм их каталитич. действия. Новые концепции возникли в области биохимии гормонов, в частности в связи с ролью аденилатциклазной системы; в области биоэнергетики, где было открыто участие в генерации энергии клеточных мембран, в познании механизмов передачи нервного возбуждения и биохим. основ высшей нервной деятельности и др. В настоящее время установлен в общих чертах механизм передачи генетич. информации, реализующийся при репликации, транскрипции и трансляции, разработаны методы получения и определения структуры отдельных генов, по существу завершено составление "метаболич. карты", т.е. путей превращения в-в в клетке, свидетельствующей о биохим. общности живых организмов и непрерывности обмена в-в в биосфере.

Достижения биохимии широко используются в медицине, с. х-ве (животноводстве, растениеводстве), микробиологии, вирусологии, способствуют становлению новых отраслей науки, напр. генетической инженерии и клеточной инженерии, а также пром-сти, напр. биотехнологии. В совр. обществе высокий уровень развития биохимии - необходимое условие научно-технич. прогресса, неотъемлемый элемент общей культуры, материального благосостояния и здоровья человека.


===
Исп. литература для статьи «БИОХИМИЯ»: Бpayиштейн А. Е., Некоторые черты химической интеграции процессов азотистого обмена, М., 1958; Малер Г., Кордес Ю., Основы биологической химии, пер. с англ., М., 1970; Мецлер Д., Биохимия, пер. с англ., т. 1-3, М., 1980; Уайт А. [и др.]. Основы биохимии, пер. с англ., М., 1981; Страйер Л.. Биохимия, пер. с англ., т. 1-3, М., 1984—85; Ленинджер А., Основы химии, пер. с англ., т. 1-3, М., 1985. Ю. А. Овчинников.

Страница «БИОХИМИЯ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн