生物化學(xué)( biochemistry)，是研究生物體中的化學(xué)進程的一門學(xué)科，簡稱為生化。是用化學(xué)、物理學(xué)和生物學(xué)的原理和方法，研究生物體內(nèi)物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和功能，以及生命活動過程中各種化學(xué)變化過程及其與環(huán)境之間相互關(guān)系的基礎(chǔ)生命學(xué)科。
生物化學(xué)早期主要采用化學(xué)、物理學(xué)和數(shù)學(xué)的原理和方法，研究各種形式的生命現(xiàn)象，隨著研究的發(fā)展，融入了生理學(xué)、細胞生物學(xué)、遺傳學(xué)和免疫學(xué)等的理論和技術(shù)，加之生物信息學(xué)的介入，使之與眾多學(xué)科有著廣泛的聯(lián)系和交叉。主要用于研究細胞內(nèi)各組分，如蛋白質(zhì)、糖類、脂類、核酸等生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能。在生物化學(xué)研究中，主要對細胞代謝和內(nèi)分泌系統(tǒng)進行研究。生物化學(xué)的其他研究領(lǐng)域包括遺傳密碼（脫氧核糖核酸和核糖核酸）、蛋白質(zhì)生物合成、跨膜運輸（membranetransport）以及細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。1946年鄭集教授在前中央大學(xué)醫(yī)學(xué)院于成都布后街成立生物化學(xué)研究所。這是中國生物化學(xué)發(fā)展史上的第一個生物化學(xué)專業(yè)研究所。生物化學(xué)的三個主要分支：普通生物化學(xué)研究包括動植物中普遍存在的生化現(xiàn)象；植物生物化學(xué)主要研究自養(yǎng)生物和其他植物的特定生化過程；而人類或醫(yī)藥生物化學(xué)則關(guān)注人類和人類疾病相關(guān)的生化性質(zhì)。
生物化學(xué)技術(shù)是化學(xué)技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，生物化學(xué)的迅猛發(fā)展加快了現(xiàn)代生物化學(xué)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥行業(yè)日益發(fā)揮巨大作用。例如在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，利用來生產(chǎn)新型的藥物和疫苗，如胰島素、生長激素、、紅細胞生長素、乙肝疫苗和免疫細胞介素―2等基因工程藥物應(yīng)用。
發(fā)展歷史
17世紀初，比利時海爾蒙特(J.B. van Helmont，1577-1644）第一個嘗試用化學(xué)方法去了解人類和生物的生理構(gòu)造，這是生物化學(xué)的早期萌芽。可以將生物化學(xué)的發(fā)展史粗略地劃分為三個階段。
靜態(tài)生物化學(xué)時期(18世紀70年代-1903年)
18世紀70年代至20世紀初，已發(fā)展為獨立的學(xué)科，化學(xué)體系也比較完整，有些科學(xué)家嘗試用化學(xué)的基本原理解釋生理現(xiàn)象，為生物化學(xué)的誕生奠定了基礎(chǔ)。
1770-1774年，英國化學(xué)家(J.Priestly)發(fā)現(xiàn)了O2，并指出動物消耗氧而植物產(chǎn)生氧。1779-1796年，荷蘭人簡·英格豪斯(Jan Ingenbousz）證明在光照條件下綠色植物吸收CO2并放出O2。1785年，法國化學(xué)家（Lavoisier)證明，動物呼吸是體內(nèi)緩慢和不發(fā)光的燃燒，吸進O2，呼出CO2，同時放出熱能，首次提出動物身體發(fā)熱源于體內(nèi)物質(zhì)氧化，這是生物化學(xué)中生物氧化和能量代謝的開端。
1828年，德國化學(xué)家(F.Wohler)在實驗室用合成了。成功合成尿素，改變了人們認為有機物只能在生物體內(nèi)合成的觀點，開闊了生物化學(xué)的研究視野，有人甚至提出把尿素合成作為生物化學(xué)誕生的標志。1840年，德國化學(xué)家(J. Von Liebig，1803-1873)提出了糖、脂類、蛋白質(zhì)及其新陳代謝( metabolism)的概念。
1849年，法國微生物學(xué)家（Louis Pasteur，1822-1895）開始進行發(fā)酵的研究；1857年提出酒精發(fā)酵是過程，必須是活的酵母細胞才能進行。而德國化學(xué)家李比希等人堅持酒精發(fā)酵是純粹的化學(xué)過程。從此展開了關(guān)于發(fā)酵本質(zhì)問題長達半個世紀的論戰(zhàn)。
1868年，瑞士生物學(xué)家(F.Miescher，1844-1895）從外科繃帶膿液的白細胞核中發(fā)現(xiàn)一種含有磷和氮的物質(zhì)，命名為核素；1889年，阿爾特曼(R.Altmann)將核素更名為核酸；1885-1900年間，德國生理學(xué)家柯塞爾(A.Kossel，1853-1927）和他的學(xué)生瓊斯（W.Johnew，1865-1935)、萊文( Levene，1896-1940）證實核酸由不同的組成，最簡單的結(jié)構(gòu)是磷酸構(gòu)成的核苷酸。
1877年，德國生理化學(xué)家候普-賽勒(Hoppe-Seyler)因為血色素的工作，首先提出“Biochemie”一詞，譯成英語為“Biochemistry”，即生物化學(xué)，并將其定義為所有與生物分子有關(guān)的一切內(nèi)容。
1897年，德國布赫納兩兄弟（(Eduard Buchner & Hans Buchner)成功地從酵母細胞分離出具有發(fā)酵作用的物質(zhì)，統(tǒng)一了雙方的認識。這是一次質(zhì)的飛躍，為——酶的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。1903年，德國化學(xué)家紐伯格(C.Neuberg)正式提出“生物化學(xué)”的概念，從此誕生了一個新領(lǐng)域——生物化學(xué)，形成了生物化學(xué)這門獨立的學(xué)科。
這個時期，用的觀點研究生物的生理問題，取得了不少成果，主要是分析和研究生物體的化學(xué)組成及其性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)生物體主要由糖、脂、蛋白質(zhì)和核酸四大類有機物質(zhì)組成。科研成果以靜態(tài)描述為主，是生物化學(xué)發(fā)展的準備和醞釀階段。
動態(tài)生物化學(xué)時期（1903—1953年)
20世紀初至20世紀50年代，隨著分析鑒定技術(shù)的進步，尤其是微量分析技術(shù)、標記技術(shù)等手段的應(yīng)用，維生素、激素、酶相繼發(fā)現(xiàn)，酶的化學(xué)本質(zhì)和作用機理基本闡明，物質(zhì)代謝、能量代謝及其調(diào)控等取得了顯著成果，生物化學(xué)進入蓬勃發(fā)展的動態(tài)時期，現(xiàn)代生物化學(xué)的框架基本確立。
德國化學(xué)家費歇爾(E.Fischer)經(jīng)過連續(xù)10年蛋白質(zhì)的研究，于1902年提出多肽結(jié)構(gòu)理論，1907年成功地合成了由18個氨基酸分子連成的多肽，為化學(xué)家研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)提供了一個框架。1923年，維格諾德(Vgeneaud)完成了多肽激素的合成工作。20年后掀起了蛋白質(zhì)的研究熱潮，有關(guān)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能不斷被揭示。
1878年，德國生理學(xué)家(F.W. Kuhne)研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵不是酵母本身的作用，而是酵母中某種物質(zhì)催化了酵解反應(yīng)，把這種具有催化作用的物質(zhì)定義為酶(Enzyme)。1894—1913年，費歇爾（E.）提出酶作用的鎖-鑰理論，以解釋酶的專一性。1903年，亨利（Henri）提出了酶與底物作用的中間復(fù)合物學(xué)說。1913年，米凱利斯(Michaelis）和門頓-(Menten)總結(jié)了前人工作，推導(dǎo)出了酶催化反應(yīng)的方程——米氏方程，對酶反應(yīng)機理的研究是一個重大的突破。1926年，化學(xué)家薩姆納(J.B. Sumner，1955） 從提取出了結(jié)晶，并證明酶是蛋白質(zhì)。20世紀 30年代后，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)并結(jié)晶了2000多種酶，其本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，自此確定了酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)的概念。
1911年，醫(yī)生馮克(C.Funk)結(jié)晶出治療“”的復(fù)合維生素 B，提出“Vitamine”，意即生命胺。1907年，德國化學(xué)家溫道斯（A. Windaus）研究了膽固醇并合成了，1928年因此貢獻獲得，從而推進了維生素的研究，各種維生素相繼被發(fā)現(xiàn)。1933年，英國化學(xué)家霍沃思（W.V.Haworth)合成了。1931-1935年，瑞士科學(xué)家卡勒(P.Karrer）先后研究并成功合成了和維生素B。1935—1937年，德國化學(xué)家(R.Kuhl，1900--1967）研究了等。后來發(fā)現(xiàn)的許多維生素并非胺類，將“Vitamine”；改為“Vitamin”。
基于以上物質(zhì)研究，科學(xué)家開始進一步探索物質(zhì)在體內(nèi)的代謝規(guī)律。1932年，英國科學(xué)家克雷伯(Hans Krebs）用組織切片實驗證明了的合成過程，提出了尿素循環(huán)；1937年，Krebs又提出了物質(zhì)代謝的中樞—-三羧酸循環(huán)（citric acid cycle）途徑。1940年，德國三位科學(xué)家埃姆博登(G.Embden)、邁耶霍夫（O.F Meyerhof)、帕納斯(J.KParnas）共同提出糖酵解代謝途徑，簡稱EMP途徑。1949年，生化學(xué)家肯尼迪(EKennedy)和勒寧格爾（A Lehninger)證明了克努普(F.Knoop)提出的β-氧化過程是在線粒體中進行的，并指出氧化的產(chǎn)物是，進一步完善了脂肪酸的β-氧化過程。至此，三大類物質(zhì)的代謝途徑基本確定。這個時期，對呼吸、光合作用、生物氧化及ATP在能量代謝中的地位也有了較深入的認識。不過，對生物合成途徑的認識要晚得多，在20世紀50—60年代才闡明了氨基酸、、咤及脂肪酸等的生物合成途徑。
與此同時，核酸的研究也取得很大進展。經(jīng)過科塞爾(A.Kossl，1853--1927）和萊文( Levene，1869—1940)等科學(xué)家20年的共同努力，1929年由Levene提出核酸分為和兩大類。1944年，艾沃瑞（O.T.Avery)通過轉(zhuǎn)化實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)；1952年，美國科學(xué)家(A. D. Hershey）和蔡斯(M Chase)分別用同位素"S和P標記噬菌體的蛋白質(zhì)和 DNA，進一步證實了DNA是遺傳物質(zhì)。1950年，生化學(xué)家(E.Chargaff)總結(jié)出 DNA堿基互補配對的規(guī)律。1953年，和在(M. Wilkins)和弗蘭克林(R.Franklin)工作的基礎(chǔ)上，對進行分析，提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。該模型為日后提出 DNA半保留復(fù)制、遺傳信息的中心法則奠定了基礎(chǔ)，促進了的迅速發(fā)展，被稱為20世紀自然科學(xué)最偉大的學(xué)術(shù)成就之一。
機能生物化學(xué)時期(1953年至今)
分子生物學(xué)時期
1950年，美國化學(xué)家(L.Pauling）和(R.B.Corey)提出角蛋白的α螺旋二級結(jié)構(gòu)，為蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的研究提供了理論基礎(chǔ)。1953—1956年，英國生物學(xué)家(F.Sanger）完成了的氨基酸序列分析；同期，瑞典科學(xué)家埃德曼(P.Edman)提出 Edman降解法測定蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)。1960年，美國科學(xué)家莫爾(S. Moore)和艾德曼( Edelnan）完成了第一個酶蛋白核糖核酸酶的測序，1969年又測定了抗體蛋白的一級結(jié)構(gòu)。1965年，中國人工合成了第一個具有全部生物活性的。1984年前后，生物化學(xué)家胡德（L.E.Hood)基于 Edman降解法相繼發(fā)明出多肽自動分析儀、多肽自動合成儀。1975年，Sanger又發(fā)明了雙脫氧終止法 脫氧核糖核酸測序技術(shù)，同期，Walter Gilbert發(fā)明法測序技術(shù)，兩年后成功定序出幣-X174噬菌體的基因組序列。1981年，中國首次人工合成了與天然產(chǎn)物組成和結(jié)構(gòu)相同、具有全部生物活性的酵母丙氨酸轉(zhuǎn)運RNA。1986年，Hood利用熒光取代同位素標記，綜合激光和檢測，推出第一臺全自動自動測序儀，極大地促進了核酸測序工作。這個時期，生物分子的分離、純化、鑒定的方法已經(jīng)向微量、快速、精確、簡便和自動化方向發(fā)展。
1953年是開創(chuàng)新時代的一年，繼和Crick 推導(dǎo)出 脫氧核糖核酸分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型后，不久又提出了基因的半保留復(fù)制假說。1958年，梅塞爾森(M. Meselson)和斯特爾(Stahl)利用"5N標記DNA，證實了DNA的半保留復(fù)制。在此之后十年，相繼發(fā)現(xiàn)了DNA復(fù)制的詳細機制。1958年，Crick 提出分子遺傳的中心法則，即遺傳信息由核酸→核酸→蛋白質(zhì)。1961年又證明了遺傳密碼的通用性。1966年，化學(xué)家科蘭納（H.G.Khorana)和(M.W.Nirenberg，1927--2010）合作破譯了遺傳密碼，這是方面的另一杰出成就。1970年，特明(H.M. Temin）和巴梯摩爾(D.Baltimore)發(fā)現(xiàn)，補充了“中心法則”。至此，遺傳信息在生物體由 到蛋白質(zhì)的傳遞過程已經(jīng)弄清。
1961年法國生物學(xué)家雅可布(F.Jacob）和莫諾(J.L. Monod）提出了操縱子學(xué)說，闡明了基因通過控制酶的生物合成來調(diào)節(jié)細胞代謝的模式。同年，生物學(xué)家（S. Brenner)闡明mRNA堿基序列與染色體中DNA互補，假定m攜帶遺傳信息在核糖體翻譯成蛋白質(zhì)。因此項工作，以上三人共獲1965年。
建立現(xiàn)代分子生物學(xué)，創(chuàng)立基因工程。隨著人類對蛋白質(zhì)、酶、、核糖核酸等生物大分子研究的不斷深入，逐漸形成了現(xiàn)代分子生物學(xué)。1962年瑞士遺傳學(xué)家阿爾伯(W.Arber)證明內(nèi)切酶的存在，1967年蓋列特(M.Gellert）和萊曼(B. Lehman)發(fā)現(xiàn)了DNA連接酶，1972年柯恩(S. Cohen)和波耶（H.Boyer）等創(chuàng)建了DNA重組技術(shù)。此時，科學(xué)家越來越不滿足于探索、提示生物遺傳的秘密，開始躍躍欲試，設(shè)想用工程技術(shù)手段在分子水平上去干預(yù)生物的遺傳特性，終于20世紀70年代誕生了基因工程。基因工程技術(shù)發(fā)展迅速，在生化領(lǐng)域取得重大突破。1977年，法國生物化學(xué)家查姆幫(Chamobon)和波蓋特（Berget）發(fā)現(xiàn)了“斷裂”基因；1981-1983年，美國科學(xué)家切赫（T.Cech）和奧特曼（S.Altman）相繼發(fā)現(xiàn)某些核糖核酸具有酶的催化活性，開始了的研究；1984年，西蒙斯(R.Simons）和（T.）等發(fā)現(xiàn)了反義RNA；1985年，化學(xué)家(K.B.Mullis）發(fā)明聚合酶鏈式反應(yīng)技術(shù)（PCR技術(shù))，從此揭開了人類向腫瘤及其他遺傳性疾病研究的序幕。1990年啟動“人類基因組研究計劃”，2003年美、中、日、德、法、英6國科學(xué)家宣布人類基因組圖繪制成功，已完成的序列圖覆蓋人類基因組所含基因的99%。1997年，英國胚胎學(xué)家威爾莫特(I. Wilmut）成功獲得多莉克隆羊。2006年，重組人抗凝血酶Ⅲ獲得上市許可，生產(chǎn)出世界上第一個利用轉(zhuǎn)基因動物乳腺生物反應(yīng)器工程藥物，用于治療先天性抗凝血酶缺失癥。這個階段，生物化學(xué)領(lǐng)域建樹頗多，半個世紀以來產(chǎn)生了40多位獲得者，在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用。
化學(xué)生物學(xué)時期(1990年以后)
20世紀80年代中后期以來，隨著各國政府和科學(xué)界對、材料科學(xué)和生物技術(shù)等研究領(lǐng)域的日益重視，一大批邊緣學(xué)科得以蓬勃發(fā)展。90年代后期，化學(xué)生物學(xué)(Chemical ）應(yīng)運而生。
相關(guān)理論
隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，生命科學(xué)取得了前所未有的進步。作為生命科學(xué)核心基礎(chǔ)的生物化學(xué)，在研究的廣度和深度上均產(chǎn)生了巨大的變化。由它衍生而發(fā)展起來的新興學(xué)科有分子生物學(xué)（ molecularbiology)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)（ structural biology)、量子生物學(xué)( quantum biology )、生物信息學(xué)( bioinformatics）)等。
學(xué)科內(nèi)容
生物分子
蛋白質(zhì)
生物體結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其蛋白質(zhì)種類和功能也越繁多。具有復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)( protein)不僅是生物體的重要結(jié)構(gòu)物質(zhì)之一，而且承擔著各種生物學(xué)功能，其動態(tài)功能包括化學(xué)催化反應(yīng)、免疫反應(yīng)、血液凝固、物質(zhì)代謝調(diào)控、基因表達調(diào)控和肌收縮等功能；就其結(jié)構(gòu)功能而言，蛋白質(zhì)提供結(jié)締組織和骨的基質(zhì)、形成組織形態(tài)等。顯而易見，普遍存在于生物界的蛋白質(zhì)是生物體的重要組成成分和生命活動的基本物質(zhì)基礎(chǔ)，也是生物體中含量最豐富的生物大分子( biomacromolecule) ，約占人體固體成分的45% ，而在細胞中可達細胞干重的70%以上。蛋白質(zhì)分布廣泛，幾乎所有的器官組織都含有蛋白質(zhì)。一個真核生物可有數(shù)萬種蛋白質(zhì)，各自有特殊的結(jié)構(gòu)和功能。
盡管蛋白質(zhì)的種類繁多，結(jié)構(gòu)各異，但元素組成相似，主要有碳(50% ~55% )、氫(6% ~7%) 、氧( 19% ~24%)、氮(13% ~19%)和硫(0~4%)。有些蛋白質(zhì)還含有少量磷或金屬元素鐵、銅、鋅、錳、鈷、等，個別蛋白質(zhì)還含有碘。各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為16%。由于蛋白質(zhì)是體內(nèi)的主要含氮物質(zhì)，因此測定生物樣品的含氮量就可按下式推算出蛋白質(zhì)大致含量：每克樣品含氮克數(shù)x6.25×100= 100g樣品中蛋白質(zhì)含量( g% )。
核酸
核酸(nucleic acid)是以核苷酸為基本組成單位的生物大分子，具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)和重要的生物學(xué)功能。核酸可以分為脫氧核糖核酸( deoxyribonucleic acid ，DNA)和核糖核酸(ribonucleic acid，核糖核酸)兩類。DNA 存在于細胞核和線粒體內(nèi)，攜帶遺傳信息，并通過復(fù)制的方式將遺傳信息進行傳代。細胞以及生物體的性狀是由這種遺傳信息決定的。一般而言，RNA是DNA的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，參與遺傳信息的復(fù)制和表達。RNA存在于細胞質(zhì)、細胞核和線粒體內(nèi)。在某些情況下，RNA也可以作為遺傳信息的載體。
維生素
維生素是一類維持生物體正常機能所必需的低分子有機化合物。生物體對其需要量甚微，主要靠外界供給。維生素的種類很多，結(jié)構(gòu)各異，它既不是細胞組成成分，也不能提供能量，但在體內(nèi)物質(zhì)代謝過程中發(fā)揮著重要作用，如許多維生素是構(gòu)成輔酶或輔基的基本成分，有的參與特殊蛋白質(zhì)的合成，有的是激素的前體。由于體內(nèi)不能合成或合成量不能滿足需要，故一旦外界供應(yīng)不足，或機體由于各種因素引起吸收障礙時，可導(dǎo)致維生素缺乏病。不過如果維生素使用不當或長期過量服用，也可出現(xiàn)中毒癥狀。維生素可按溶解性質(zhì)分為兩大類：水溶性和脂溶性維生素。
水溶性維生素主要包括維生素c和B族維生素。B族維生素又包括B、B、PP、B 、維生素B5、生物素、葉酸、B2等。這類維生素的特點是易溶于水，不易在體內(nèi)儲存，需隨時攝入。它們在生物體內(nèi)大多數(shù)組成酶的輔酶或輔基，起傳遞電子、基團或遞氫作用。其在體內(nèi)的生理功能及缺乏癥是需重點掌握的內(nèi)容。
脂溶性維生素主要包括維生素a、D、E、K，它們不溶于水，溶于脂肪或有機溶劑，在體內(nèi)可儲存，故不許每天攝入。攝入過量會引起中毒，在生物體內(nèi)各有其獨特的生理功能。
酶
酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。由一條肽鏈構(gòu)成的酶稱為單體酶( monomeric enzyme) ，如牛胰核糖核酸酶A、溶菌酶、羧肽酶A等。由多個相同或不同的肽鏈(即亞基)以非共價鍵連接組成的酶稱為寡聚酶( oligomeric enzyme ) ，如蛋白激酶A和磷酸果糖激酶1均含有4個亞基。此外，在某一代謝途徑中，按序催化完成一組連續(xù)反應(yīng)的幾種具有不同催化功能的酶可彼此聚合形成一個結(jié)構(gòu)和功能上的整體，此即為多酶復(fù)合物( multienzyme complex) ，亦稱為多酶體系( multienzyme system)。還有一些酶在一條肽鏈上同時具有多種不同的催化功能，這類酶稱為多功能酶( multifunctional enzyme)或串聯(lián)酶( tandem enzyme ) ，如氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ、天門冬氨酸氨基甲轉(zhuǎn)移酶和二氫乳清酸酶即位于同一條肽鏈上。
物質(zhì)的代謝和調(diào)節(jié)
物質(zhì)代謝是生命現(xiàn)象的基本特征，是生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著物質(zhì)代謝的停止，生命也將隨之終止。物質(zhì)代謝由許多連續(xù)的、相關(guān)的代謝途徑所組成，而代謝途徑(如糖的氧化、脂肪酸的合成等)又是由一系列的酶促化學(xué)反應(yīng)串聯(lián)形成的。正常情況下，由于機體存在著精細、嚴謹?shù)恼{(diào)節(jié)機制，能夠適應(yīng)體內(nèi)外環(huán)境的變化，不斷調(diào)節(jié)各種物質(zhì)代謝的強度、方向和速度，以確保代謝按照生理的需求，有條不紊地進行。生物體內(nèi)各物質(zhì)代謝途徑之間相互聯(lián)系、錯綜復(fù)雜，同時又在嚴密的調(diào)控下進行。
反應(yīng)性質(zhì)
酶的催化反應(yīng)
底物和酶的鄰近與定向效應(yīng)、酸堿催化、共價催化、金屬離子催化、多元催化與協(xié)同效應(yīng)、活性部位微環(huán)境。
生物氧化方式
失電子氧化、脫氫氧化、加氧氧化、加水脫氫氧化。
分類
參考資料
應(yīng)用
醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
生物化學(xué)在20世紀80年代發(fā)展了生物工程或生物高技術(shù)的嶄新領(lǐng)域，包括遺傳工程或基因工程，蛋白質(zhì)工程和酶工程，以及細胞培養(yǎng)、組織培養(yǎng)等體外技術(shù)，用于改造物種和生產(chǎn)對人類有用的產(chǎn)物。以生物化學(xué)的理論和技術(shù)為基礎(chǔ)的生物工程具有廣闊的前景。首先，利用生物工程的方法和技術(shù)可以改造物種，培育高抗逆性、具有特殊品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因植物。其次，人們正在試圖利用植物建造“植物工廠”，生產(chǎn)對人類有用的特殊生物化學(xué)物質(zhì)。利用生物工程來生產(chǎn)新型的藥物和疫苗，如胰島素、生長激素、干擾素、紅細胞生長素、乙肝疫苗和白細胞介素―2等基因工程藥物應(yīng)用。對于治療疾病、維護人類健康有著重要的意義。
農(nóng)業(yè)領(lǐng)域
生物化學(xué)是農(nóng)業(yè)科學(xué)的重要理論基礎(chǔ)之一，如研究植物的新陳代謝的各種過程，就有可能控制植物的發(fā)育，如能明確糖、脂類、蛋白質(zhì)、維生素、生物堿及其他化合物在植物體內(nèi)的合成規(guī)律，就有可能創(chuàng)造一定的條件，以獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的某種農(nóng)作物。或在了解了某種作物的遺傳特性之后，可利用基因重組技術(shù)，培育出優(yōu)良的作物新品種。此外，農(nóng)產(chǎn)品的儲藏與加工，植物病蟲害的防治，除草劑和植物激素的應(yīng)用，家畜的營養(yǎng)問題和畜牧業(yè)生產(chǎn)率的提高，土壤微生物學(xué)，土壤的肥力提高和養(yǎng)分的吸收等都需要應(yīng)用生物化學(xué)的理論和技術(shù)手段。
工業(yè)領(lǐng)域
生物化學(xué)理論還可以與工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域?qū)W科相結(jié)合，在材料工業(yè)、污水和廢物處理方面發(fā)揮作用。前已產(chǎn)生了生物化學(xué)和電子學(xué)的邊緣學(xué)科——分子生物電子學(xué)，研究生物芯片和生物傳感器，對計算機制造、疾病防治和生物模擬都有重要的推動作用。因此，生物工程產(chǎn)業(yè)的崛起將會極大地改變社會產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和人們的勞動生產(chǎn)方式。生物化學(xué)的理論在酶工程技術(shù)的發(fā)展中也發(fā)揮重要的作用，如釀造工業(yè)，皮革工業(yè)、食品工業(yè)和發(fā)酵工業(yè)等。
食品工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
發(fā)酵菌的酶系影響發(fā)酵產(chǎn)品，可以利用基因工程改造發(fā)酵菌。成功改造基因工程菌的例子比較多，如改造釀酒酵母。提高麥芽汁的分解率、改善啤酒的傻酸味、提高啤酒澄清度等；改造乳酸菌，提高菌種耐氧性、改善酸乳風(fēng)味、抑制酸乳后酸化作用等。當前，利用發(fā)酵法成功實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)維生素c、氨基酸、味精、色素和酶制劑。酶在其他工業(yè)領(lǐng)域也發(fā)揮了巨大作用。如：淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶用于糖漿生產(chǎn)，果膠酶用于果汁加工，纖維素酶用于飼料添加劑提高利用率，蛋白酶用于肉類嫩化處理等。
在食品工業(yè)中，生化技術(shù)可用于食品營養(yǎng)成分分析和對人體有害、有毒物質(zhì)的檢測。核酸分子雜交技術(shù)、PCR技術(shù)、現(xiàn)代免疫技術(shù)等，逐漸用于致病微生物和轉(zhuǎn)基因成分的分析檢測，簡單、方便、快速、準確、可靠。
生化戰(zhàn)爭
生化武器，即細菌生物武器和化學(xué)武器的統(tǒng)稱，是嚴重威脅人類及其生存環(huán)境的、具有擴散性和不可控性的極端危險的武器，早就被國際社會嚴令禁止。1925年6月日內(nèi)瓦國際會議制訂《禁止在戰(zhàn)爭中使用窒息性、毒性或其他氣體及細菌作戰(zhàn)方法》的議定書，明文規(guī)定禁用細菌武器。當時日本拒絕批準參加這個議定書。而且為實現(xiàn)其繼續(xù)向外侵略擴張和殘酷鎮(zhèn)壓的政策，日本武力侵占中國東北的同時，竟然不顧世界輿論的強烈反對，公然違背國際公約，在中國以及日本國內(nèi)大規(guī)模從事生化武器研究，并在侵華戰(zhàn)爭中進行殘酷的細菌戰(zhàn)與化學(xué)戰(zhàn)，給中國人民帶來了深重的災(zāi)難。至今仍有大量的化學(xué)彈藥遺留在中國，依然對中國人民生命財產(chǎn)安全和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成重大威脅。
參考資料 >
生物化學(xué)簡介.licp.2023-11-05
生物無機化學(xué).武漢大學(xué)圖書館.2023-11-05