00第00章,緒論

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1、緒論生物化學(xué)（Biochemistry）即“生命的化學(xué)”是研究微生物、植物、動物及人類的化學(xué)組成和生命過程中的化學(xué)變化規(guī)律的一門科學(xué)。生物化學(xué)的分類：1．靜態(tài)生物化學(xué)：2．動態(tài)生物化學(xué)：3．功能生物化學(xué)：因此，生物化學(xué)是一門邊緣學(xué)科，也是生命科學(xué)領(lǐng)域重要的領(lǐng)頭學(xué)科。一、生物化學(xué)的概念與任務(wù)二、生物化學(xué)發(fā)展歷史1828年，在哥廷根大學(xué)任教的化學(xué)家弗里德利克·魏勒(FriedrickW?hler)在實驗室里將氰氫銨(ammoniumcyanate)加熱產(chǎn)生了尿素(urea)。19世紀(jì)末以前是敘述生物化

2、學(xué)階段（一）尿素合成使“活力論”遭遇第一次打擊加熱NCONH4H2NCONH2(氰氫銨)(尿素)尤斯圖斯·馮·李比希(JustusVonLiebig)在19世紀(jì)20年代提出了著名的“燃燒”學(xué)說——動物通過呼吸獲取空氣中的O2，氧化分解攝取的食物，產(chǎn)生水和CO2，并且釋放熱量，保持體溫，維持活力。李比希將食物分為糖、脂和蛋白質(zhì)三大類主要成分，并提出物質(zhì)在生物體內(nèi)可進(jìn)行合成和分解兩種化學(xué)過程。物質(zhì)代謝(metabolism)的概念就這樣產(chǎn)生了。（二）“燃燒”學(xué)說使“活力論”再次遭遇重創(chuàng)1830-184

3、2，Liebig（德）將食物分為糖、脂、蛋白質(zhì)類，提出“代謝”一詞，證明動物體溫形成是食物在體內(nèi)“燃燒”的緣故。最先寫出兩本生物化學(xué)相關(guān)專著。既然生命活動是以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的，化學(xué)反應(yīng)又是在何處進(jìn)行的？1665年，馬爾塞羅·馬琵季（MarcelloMalpighi）發(fā)現(xiàn)紅血球（細(xì)胞）。同年，羅伯特·胡克（RobertHooke）發(fā)現(xiàn)植物樹皮細(xì)胞。1838年（有說1839年），馬采斯·史雷登（MatthaisSchleiden）和澤奧多爾·史旺（TheodorSchwann）證明，細(xì)胞是植物的結(jié)構(gòu)單

4、位。（三）細(xì)胞是生命體的基本結(jié)構(gòu)單位史旺的學(xué)生魯?shù)婪颉の籂枃[（RudolfVirchow）提出了細(xì)胞學(xué)說——“細(xì)胞由細(xì)胞產(chǎn)生”，“細(xì)胞是所有生命體的基本結(jié)構(gòu)單位”，細(xì)胞就是進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的場所。細(xì)胞學(xué)說使有機(jī)化學(xué)與生物學(xué)（主要是生理學(xué)）結(jié)合，為生物化學(xué)的產(chǎn)生、發(fā)展奠定了基礎(chǔ)?；瘜W(xué)家恩斯特·霍普-席勒（ErnstHoppe-Seyler）首次從血液中分離出血紅蛋白，證明“血液的紅色是由血紅蛋白的顏色引起的”，并在1864年將血紅蛋白制成了結(jié)晶（crystal）。1877年，霍普-席勒創(chuàng)立了德文《生理化

5、學(xué)雜志》（ZeitschriftfürPhysiologischeChemie）。這時，生物化學(xué)從生理學(xué)分出作為一門新的獨立學(xué)科誕生。（四）血紅蛋白賦予血液紅色路易斯·巴斯德（LouisPasteur）首先證明，只有活的酵母細(xì)胞才能進(jìn)行發(fā)酵。1833年，在巴黎一個糖廠工作的安塞爾莫·佩因（AnselmePayen）和簡-弗朗修斯·潑騷茲（Jean-Fran?oisPersoz）從麥芽中分離出一種可使淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑目扇苄晕镔|(zhì)，即淀粉酶（diastase，后來化學(xué)家又稱之為amylase）。稍后幾年，

6、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)人史旺又從胃液中分離出類似于如今胃蛋白酶的物質(zhì)，并證明這種酶是由胃細(xì)胞產(chǎn)生的。（五）酶是化學(xué)反應(yīng)的主宰1861年，莫里茲·特勞伯（MoritzTraube）等提出，是一種“可溶性催化劑”催化糖的“發(fā)酵”。1878年，威爾海姆·庫奈（WilhelmKühne）首先引入“酶”（enzyme）的概念，用以描述能催化生物化學(xué)反應(yīng)的“可溶性催化劑”。1897年，愛德爾德·布希奈（EduardBuchner）（諾貝爾獎，1907）和漢斯·布希奈（HansBuchner）兩兄弟實驗證明，無細(xì)胞的酵母提

7、取液仍可催化生醇發(fā)酵反應(yīng)，使巴斯德關(guān)于“只有活的酵母細(xì)胞才能進(jìn)行發(fā)酵”的認(rèn)識前進(jìn)了一步。20世紀(jì)初，生物化學(xué)之父埃米爾·費舍爾（EmilFischer）（諾貝爾獎，1902）首次證明蛋白質(zhì)是由不同數(shù)量、種類的氨基酸組成的，并采用化學(xué)方法合成了幾種由18個氨基酸殘基組成的多肽，以這些合成多肽為底物，分析酶的催化活性，發(fā)現(xiàn)酶對底物有一定的選擇性（特異性），驗證了他早在1894年提出的酶催化作用的“鎖-匙”學(xué)說。費舍爾測定底物化學(xué)結(jié)構(gòu)的方法對20世紀(jì)生物化學(xué)研究一直產(chǎn)生極大影響。生物化學(xué)的創(chuàng)始人埃米爾·

8、費舍爾（EmilFischer）1890-1902，F(xiàn)ischer（德）首次證明了蛋白質(zhì)是多肽；發(fā)現(xiàn)酶的專一性，提出并驗證了酶催化作用的“鎖-匙”學(xué)說；合成了糖及嘌呤。1902年獲諾貝爾獎。在20世紀(jì)的頭二、三十年，“酶的非蛋白質(zhì)性質(zhì)”一直束縛著人們的科學(xué)思維，是詹姆斯·薩姆奈（JamesBSumner）（諾貝爾獎，1946）解除了這一科學(xué)禁錮。1926年，薩姆奈第一個成功地制備了尿素酶（urease）結(jié)晶，并首次證明酶是蛋白質(zhì)。（六）酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)約翰·諾爾瑟普（JohnH