生物化学作为一门学科是怎样发展起来的？

中国有自己的现代生物化学是本世纪20 年代的事。最初是个别医学院(北京协和医学院、济南齐鲁大学医学院）开始讲授生物化学。1924 年吴宪主持协和医学院生物化学系后，才开始有生物化学的研究。随后各医学院(上海医学院、同济大学医学院、中央大学医学院、湘雅医学院、华西医学院）亦先后开设生物化学课程并从事研究，少数农学院亦开始讲授生物化学或营养学。此外，个别研究单位如上海雷斯德研究所、中央研究院化学研究所、南京中国科学社生物研究所等分别设置了生物化学研究室。1945 年内迁成都的中央大学医学院创设了中国教育史上第一个生物化学研究所，正式招收攻读硕士学位的研究生。1949 年后，生物化学教学在国内全面展开。各医学院校都开设生物化学课程，不少综合性大学(如北京大学、南京大学、复旦大学）都相继设立了生物化学专业，中国科学院成立了专门从事科研的生物化学研究所，中国医学科学院也设立了生物化学研究室，还有几个大学设立了生物化学或分子生物化学研究室。在这里，我们要特别指出，王应睐是1949 年后把生物化学作为一门独立的边缘学科建立起来的主要奠基人之一。他在亲自参加实验室工作的同时，以更大的精力从事培养人才、组织队伍、制定规划，以发展我国的生物化学事业。1949 年以前，中国的生物化学研究，主要在血液和营养分析研究上。从国际上看，生物化学在三四十年代发展很快，尤其在酶、中间代谢、蛋白质和核酸的研究方面有很大进展。50 年代，核酸、DNA 双螺旋结构的发现，蛋白质晶体衍射的进展，使生物化学研究处于一个大飞跃的时期。从国内情况来看，各方面的基础十分薄弱，不仅人才少，仪器设备也十分缺乏。王应睐感到，要迅速扭转这种状况，仅仅依靠个人的努力是不行的，必须组织一支有实力的队伍，要有一个坚强的集体。因此，王应睐首先争取一批在国外工作的学者回国，以他们为骨干，逐步组织和培养一支自己的生物化学专业队伍。
　　
　　王应睐设法与国外的老同学、老朋友取得联系。第一位是邹承鲁，邹承鲁和王应睐是同学，王应睐曾介绍邹承鲁到他的导师凯林教授实验室当研究生。1951 年，邹承鲁回国，立即在王应睐任副所长的上海生理生化研究所开辟了酶化学研究工作。经过邹承鲁的介绍，王应睐又认识了曹天钦。1952 年，曹天钦也从英国回来，在王应睐的所里开展了蛋白质研究工作。王德宝和王应睐在中央大学共事过，王德宝去美国后，两人还经常保持联系。1954 年，王德宝历经曲折回到祖国，王应睐立即让他组织力量，开展了核酸的研究工作。接着钮经义、周光宇等科学家也陆续到上海生理生化研究所工作。这样，在上海生理生化研究所逐渐形成了一个包括酶、蛋白质、核酸、代谢等方面的研究体系，并培养了如彭加木和伍钦荣等一批年轻专家。
　　
　　1958 年中国科学院上海生物化学研究所成立，王应睐任所长。从此，生物化学获得了长足的发展，中国先后于1965 年和1981 年在世界上首次成功地完成了具有生物活性的人工合成牛胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸两项重大的基础理论研究工作(王应睐分别担任这两个协作组的组长），使中国人工合成生物大分子的水平保持着世界领先地位，受到了国际同行的高度评价。这两项研究成果分别获1982 年国家自然科学一等奖和1989 年国家自然科学一等奖。王应睐积极参加并主持制订了全国历次科技规划中生物化学和分子生物学部分的规划，并主动承担任务。他所领导的生物化学学会、学报积极开展学术活动，对组织推动全国的生物化学研究工作起了重要作用。

物理发展得深一些，意味着遇到的未知更多。化学和生物主要是在境遇上有一定可比性，发展程度上你去看看物理化学都在搞些什么好了。反正，物理学家经过一个世纪的艰苦努力和烧钱，让天上从两朵乌云变成了台风登陆。

能谈的大抵是“生物缺少牛顿定律级别的成果”，中心法则日常被RNA和蛋白质暴揍，打肿脸充胖子地谈人家那是“对中心法则的补充”。其实这事完全取决于我们人类自己主要使用的遗传物质是哪一种，而人类之所以为人类的许多基因是逆转录病毒给我们的。

朊毒体：蛋白质通过改变其他蛋白质的构象来增加同类。

逆转录：病毒RNA通过逆转录酶的催化以RNA为模板逆转录合成cDNA，由cDNA转录出RNA。植物、动物等细胞生物的基因组里也有从DNA转录为RNA再逆转录成cDNA再插入基因组内新位点上的逆转座子。一些研究证明植物体内的逆转座子在植株受不良环境影响时激活，而果蝇等动物体内的逆转座子一直激活，持续地改变基因组。

拟逆转录：病毒DNA插入宿主基因组进行复制。目前只在植物身上发现。

RNA催化：核糖核酸酶P是一种核酶，由一个RNA分子发挥催化活性，它是第一个被发现的蛋白质以外的具催化活性的生物大分子。后续研究中，人类自己制造出了比自然界的RNA更强大的催化性RNA，能将任何RNA片段大量扩增。RNA可以不通过蛋白质而直接表现出本身的某些遗传信息，这种信息并不是以核苷酸三联密码来编码。

DNA催化：1994年乔依斯等人发现一个人工合成的DNA分子具有磷酸二酯酶活性。此后，人们多次发现人工合成的DNA序列具有各种酶活性。1995年中国学者王身立等人发现从多种生物中提取的DNA均具有较弱的酯酶活性，催化乙酸萘酯水解为乙酸和萘酚。该活性是非特异性DNA的一般性质，根本不依赖于序列。

RNA直接复制：一些RNA病毒通过RNA复制扩增。

DNA直接翻译：蛋白质生物合成抑制剂类抗生素，例如各种滥用的链霉素和新霉素，允许核糖体搂住单链DNA分子作为模板。用了药的学生可能一边读着中心法则一边在体内进行DNA直接翻译。另有研究表明，细胞核DNA偶尔会转移到细胞质核糖体上，不需要RNA、直接开始蛋白质合成。

蛋白质指导DNA合成：Rev1 DNA聚合酶可以以自身为模板在复制链上加一个胞嘧啶，不管有没有鸟嘌呤。Rev1/Polζ复合物通过直接参与DSB修复和TLS通路来保持基因组稳定。这其实就是科幻小说谈了几十年的“纳米机器人修复受损DNA”，只不过可控性远低于预期。这是第一次发现蛋白质可以作为合成DNA的模板。

生物化学，顾名思义是研究生物体中的化学进程的一门学科，常常被简称为生化。[1]

它主要用于研究细胞内各组分，如蛋白质、糖类、脂类、核酸等生物大分子的结构和功能。而对于化学生物学来说，则着重于利用化学合成中的方法来解答生物化学所发现的相关问题。[1]

中文名
生物化学
外文名
Biochemistry
核心
用化学的方法、理论研究生命
简称
生化
快速
导航
历史

物质组成

物质代谢

结构与功能

繁殖与遗传

分类

研究内容

实际应用

发展简史
定义
生物的分支学科。它是研究生命物质的化学组成、结构及生命活动过程中各种化学变化的基础生命科学。

拉瓦锡
生物化学（Biochemistry）这一名词的出现大约在19世纪末、20世纪初，但它的起源可追溯得更远，其早期的历史是生理学和化学的早期历史的一部分。例如18世纪80年代，A.-L.拉瓦锡证明呼吸与燃烧一样是氧化作用，几乎同时科学家又发现光合作用本质上是植物呼吸的逆过程。又如1828年F.沃勒首次在实验室中合成了一种有机物──尿素，打破了有机物只能靠生物产生的观点，给“生机论”以重大打击。1860年L.巴斯德证明发酵是由微生物引起的，但他认为必需有活的酵母才能引起发酵。1897年毕希纳兄弟发现酵母的无细胞抽提液可进行发酵，证明没有活细胞也可进发这样复杂的生命活动，终于推翻了“生机论”。
历史
在尿素被人工合成之前，人们普遍认为非生命物质的科学法则不适用于生命体，并认为只有生命体能够产生构成生命体的分子（即有机分子）。直到1828年，化学家弗里德里希·维勒成功合成了尿素这一有机分子，证明了有机分子也可以被人工合成。[1]
生物化学研究起始于1883年，安塞姆·佩恩（Anselme Payen）发现了第一个酶，淀粉酶。1896年，爱德华·毕希纳阐释了一个复杂的生物化学进程：酵母细胞提取液中的乙醇发酵过程。“生物化学”（biochemistry）这一名词在1882年就已经有人使用；但直到1903年，当德国化学家卡尔·纽伯格（Carl Neuberg）使用后，“生物化学”这一词汇才被广泛接受。随后生物化学不断发展，特别是从20世纪中叶以来，随着各种新技术的出现，例如色谱、X射线晶体学、核磁共振、放射性同位素标记、电子显微学以及分子动力学模拟，生物化学有了极大的发展。这些技术使得研究许多生物分子结构和细胞代谢途径，如糖酵解和三羧酸循环成为可能。[1]
另一个生物化学史上具有重要意义的历史事件是发现基因和它在细胞中的传递遗传信息的作用；在生物化学中，与之相关的部分又常常被称为分子生物学。1950年代，詹姆斯·沃森、佛朗西斯·克里克、罗莎琳·富兰克林和莫里斯·威尔金斯共同参与解析了DNA双螺旋结构，并提出DNA与遗传信息传递之间的关系。[1]
到了1958年，乔治·韦尔斯·比德尔和爱德华·劳里·塔特姆因为发现“一个基因产生一个酶”而获得该年度诺贝尔生理学和医学奖。1988年，科林·皮奇福克成为第一个以DNA指纹分析结果作为证据而被判刑的谋杀犯，DNA技术使得法医学得到了进一步发展。2006年，安德鲁·法厄和克雷格·梅洛因为发现RNA干扰现象对基因表达的沉默作用而获得诺贝尔奖。[1]
生物化学的三个主要分支：普通生物化学研究包括动植物中普遍存在的生化现象；植物生物化学主要研究自养生物和其他植物的特定生化过程；而人类或医药生物化学则关注人类和人类疾病相关的生化性质。[1]
物质组成
生物体是由一定的物质成分按严格的规律和方式组织而成的。人体约含水55－67%，蛋白质15～18%，脂类 10～15%，无机盐3～4% 及糖类1～2%等。从这个分析来看，人体的组成除水及无机盐之外，主要就是蛋白质、脂类及糖类三类有机物质。其实，除此三大类之外，还有核酸及多种有生物学活性的小分子化合物，如维生素、激素、氨基酸及其衍生物、肽、核苷酸等。若从分子种类来看，那就更复杂了。以蛋白质为例，人体内的蛋白质分子，据估计不下100000种。这些蛋白质分子中，极少与其它生物体内的相同。每一类生物都各有其一套特有的蛋白质,它们都是些大而复杂的分子。其它大而复杂的分子，还有核酸、糖类、脂类等；它们的分子种类虽然不如蛋白质多，但也是相当可观的。这些大而复杂的分子称为“生物分子”。

生物无机化学的产生不仅推动了人们对生命现象的认识步伐，而且也为无机化学开辟了一个新的研究领域。

一、我国生物无机化学研究的现状

我国生物无机化学在过去20多年里，经过我国老一辈生物无机化学家的持续努力，在内源性含金属生物功能分子的结构与作用机理、金属物种与生命大分子(蛋白质、核酸、多糖、类脂等)和分子功能聚集体的互相作用、细胞无机化学、医药学中的无机物、生物矿化等领域取得了突出成绩。吸引更多优秀中青年学者研究生物无机化学，以促进我国在生物无机化学学科的发展和研究繁荣，仍将是未来相当长时间的一个任务。

生物无机化学是研究无机物质与具有生物特性的物质

1

1/7页

间的相互作用的学科。这是一个相当广阔的领域，这些无机物质不仅对于维持生物大分子的结构至关重要，而且广泛参与各种生命过程，在物质输送、信息传递、生物催化和能量转换中都起着十分关键的作用。

二、我国生物无机化学学科研究的未来发展方向

细胞无机化学主要研究无机物种与细胞的相互作用及其导致细胞功能改变，细胞周期改变和细胞增殖、分化和凋亡的机理。具体内容包括:无机物种在细胞膜上的结合和膜结构和功能改变以及引起的细胞结构和功能改变，无机物种跨细胞膜和跨细胞层的转运机理，无机物对细胞器和信号系统作用、干预和影响的机理，过渡金属离子与活性氧物种生成、转化的互动过程，以及由此引起的细胞的氧化性损伤和后续过程和细胞—无机物固相的相互作用过程。

金属酶和金属蛋白(包括含硒蛋白)的结构与作用机理及其功能关系包括:金属酶和金属蛋白的基因表达;通过基因表达合成新的金属酶;金属离子在蛋白质与DNA、蛋白质与蛋白质相互识别、构象变化和缔合中的作用等;某些重要金属酶的功能模拟及其应用探索;金属物种对于特定酶的激活和抑制机理，酶激活剂或抑制剂的设计、合成和功能研究;金属酶的分子改造及其结构与功能间的关系。

环境中的无机物与生物相互作用的化学机理包括:金属物种调控微生物的生物合成和细胞的代谢途径及其应用

2

2/7页

探索;金属酶在环境治理中的应用及其机理。

无机物小分子与生物大分子的相互作用和引起的结构功能变化研究这方面的研究是生物无机化学研究的基础，应该结合实际问题做深入研究。如研究有选择性调控生物大分子功能的无机物与生物大分子的作用及其作用机理;金属离子与某些蛋白质作用中的结合识别、分子折叠和选择性聚集;设计合成对应大分子的探针、选择性切割剂等;无机化合物对生物大分子或基因组的识别及其作为大分子或基因组结构探针的研究;离子和电子在一系列生物大分子内或生物分子间的传递规律。

创造新的研究方法学包括实验方法和理论分析、计算机模拟、设计和预测;生物无机光谱学与生物无机量子化学等。特别注意吸收生物学实验方法并扩大其研究功能使其成为生物无机化学的研究方法。

生物化学作为一门学科是怎样发展起来的？

在自然科学还没有发展的古代,人们对生物迷惑不解,他们往往把生命和无生命看成是截然不同,没有联系的两个领域,认为生命不服从于无生命物质的运动规律.还将各种生命现象归结为一种非物质的力,即活力的作用.这些无根据的臆测,随着生物学的发展而逐渐被抛弃,在现代生物学中已经了. 公元前460～前370年 希波克拉底等建立希腊医学并提出了健康与病态理论,认为人体中的黑胆汁,黄胆汁,血液和粘液是否处于平衡和有无特殊变化,决定着人的健康与性格 公元前384～前322年希腊学者亚里士多德描述了 500多种动物并予分类,将动物分成有血动物和无血动物.前者又分成有毛胎生四足类,鸟类,鲸类,鱼类,蛇类,卵生四足类;后者又分成软体类,甲壳类,有壳类,昆虫类,他还对一部分动物做了解剖和胚胎发育的观察.着有:《动物志》,《动物的结构》,《动物的繁殖》和《论灵魂》,是最早的动物学研究成果 公元前372～前287年希腊学者狄奥弗拉斯特阐明了动物和植物在结构上的基本区别,描述500多种野生和栽培植物,着有《植物志》和《论植物的本源》等 公元23～79年罗马博物学家老普林尼着《自然志》37卷,概述了当时所知的自然知识和技术公元129～200年罗马医生伦把希腊解剖知识和医学知识系统化,创立人体生理解剖学成书于公元前475～前221年,中国古医书《论文范文》对人体内脏的部位,大小,长短及功能已有一定认识,并指出人体的生理功能与生活条件及精神状态有密切关系.