Біохімія

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Біохі́мія; біологічна або фізіологічна хімія (рос. биогеохимия, англ. biogeochemistry, нім. Biogeochemie) — наука про хімічний склад організмів і їх складових частин і про хімічні процеси, що протікають в організмах.

Основи Б. заклав визначний український вчений В. І. Вернадський у 1920-х роках.

Біохімія вивчає структури й функції кліткових компонентів: білків, вуглеводів, ліпідів, нуклеїнових кислот та інших біомолекул. Крім того, Б. розглядає розкладення органічних речовин, що пов'язано з виникненням ґрунтів, мулу, осадових гірських порід, покладів вугілля, нафти і горючих газів.

Біоорганічна хімія — галузь науки, яка займається синтезом і вивченням будови та біологічної функції найважливіших компонентів живої матерії, насамперед біополімерів і низькомолекулярних біорегуляторів, приділяючи головну увагу з'ясуванню закономірностей взаємозв'язку між структурою та біологічною дією.

На базі її фундаментальних досліджень створюються технології одержання практично важливих препаратів для медицини, сільського господарства, різних галузей промисловості.

[ред.] Основні напрямки досліджень

Основні напрямки досліджень:

  • Амінокислоти, пептиди та білки (методи виділення та синтезу, дослідження будови, властивостей; синтез пептидів,

вивчення зв'язку їх будови з функцією).

  • Нуклеїнові кислоти (виділення, дослідження будови, синтез і вивчення хімічних властивостей природних і модифікованих генів, нуклеозидів, нуклеотидів, полінуклеотидів та їх аналогів).
  • Ліпіди (виділення, дослідження будови, синтез).
  • Вуглеводи та їх похідні. Змішані біополімери (виділення, дослідження будови, хімічних властивостей, синтез).
  • Стероїдні гормони (виділення, хімія стероїдів, їх хімічна трансформація, синтез, вивчення механізмів дії), вітаміни, коферменти.
  • Хімічні дослідження природної сировини (рослинної та мікробіологічної) для розроблення біологічно активних речовин.
  • Нові лікарські речовини (пошук, синтез і вивчення нових ефективних лікарських препаратів; розроблення методів виділення та хімічної трансформації).
  • Хімічні препарати для хімізації сільського господарства (пестициди, інсектициди, гербіциди, акарициди, фунгіциди та інші препарати для боротьби зі шкідниками і хворобами рослин; регулятори життєдіяльності комах; природні феромони, атрактанти, репеленти та ін.; синтетичні регулятори росту рослин; дефоліанти, десиканти та ін. регулятори окремих функцій рослин; нові ефективні препарати для підвищення продуктивності тваринництва).
  • Природні та синтетичні низькомолекулярні біорегулятори та їх аналоги.

БІОХІМІЯ (біологічна хімія) -біологічна наука, яка вивчає хімічний склад живих істот, хімічні перетворення, що відбуваються в їхньому організмі в процесі життєдіяльності, а також закономірності, яким ці перетворення підпорядковані. Отже, Б. досліджує процеси обміну речовин; мета досліджень — оволодіти способами керування цими процесами.

Відповідно до завдань дослідження в Б. розрізняють кілька напрямів, зокрема статичну, динамічну та функціональну В. Статична Б. вивчає: складові хімічні частини організмів, їх розподіл, фізико-хімічні та біологічні властивості. Динамічна Б. вивчає шляхи перетворення певних сполук в організмах (окислення, відновлення, гідролітичне і фосфоролітичне розщеплення, етерифікацію, синтез складних сполук з простіших тощо). Функціональна Б. вивчав біохімічні процеси, що лежать в основі проявів життєдіяльності організмів та окремих органів (живлення, асиміляцію та дисиміляцію, дихання, бродіння, ріст, розмноження, спадковість, подразливість, рухливість тошо), а також зміни цих процесів під впливом різних зовнішніх умов і внутрішніх факторів, пов'язаних з видовою належністю, віком і статтю організмів. Відповідно до об'єктів дослідження розрізняють Б. людини, тварин, рослин (фітобіохімія) і мікроорганізмів (як тварин, так і рослин).

Сучасна Б. приділяє особливу увагу вивченню білків, які є матеріальною основою життя (ферментів, гормонів, антитіл), вивченню обміну азотистих сполук, вуглеводів, жирів та ліпоїдів, вітамінів, мінеральних речовин (зокрема, мікроелементів); дослідженню впливу на процеси обміну деяких речовин, що стимулюють ріст, антибіотиків тощо. Докладно вивчаються біохімічні особливості нервової тканини, м'язів, печінки тощо. Узагальнення Б. допомагають висвітлити еволюцію органічного світу й питання про виникнення життя на Землі. Досягнення Б. використовуються у медицині (клінічна Б.), сільському г-ві (зоотехнічна Б. і агробіохі-мія) та в харчовій і хіміко-фармацевтичній пром-сті (технічна Б.).

У сучасній Б. застосовуються численні методи дослідження. Зокрема, успішно використовуються сполуки, мічені радіоактивними та важкими природними ізотопами, хроматографія на папері та ін. адсорбентах (запропоновано рос. ботаніком І. С. Цвєтом), електрофорез та іонообмінні смоли. Застосовуються також біологічні методи. Користування ними дозволяє визначити наявність і кількість певних сполук на основі проявів життєдіяльності багатоклітинних тварин та мікроорганізмів, коли цього не можна визначити хімічним способом (використовування мікроорганізмів було запропоновано рад. мікробіологом В. Л. Омелянським, 1924). За допомогою ультрацентрифуг, що роблять 50— 70 тис. обертів за хвилину, тепер розділяють і відокремлюють фракції білків, нуклеїнових кислот та ін. складових частин тканин і організмів

Фактичний матеріал для первинних біохімічних узагальнень нагромаджувався в зв'язку з практичною діяльністю людей, спрямованою на виготовлення їжі та вина, одержання пряжі з рослин, очистку шкіри від шерсті за допомогою мікробів, на вивчення складу і властивостей сечі та ін. виділень здорової і хворої людини тощо. Але розвиток наукової Б. почався лише з 18 ст.

Починаючи з того часу поступово встановлюються такі наукові поняття, як дихання, бродіння, ферментація, фотосинтез. Вивчення хімічного складу і властивостей сполук, виділених з тварин і рослин, стає предметом органічної хімії (хімії організмів). На поч. 19 ст. німецьким хіміком Ф. Велером з неорганічних сполук були одержані щавлева кислота (1824) та сечовина (1823), що переконлива свідчило про можливість здобувати органічні речовини штучним (синтетичним) шляхом, без участі організмів. Це відкриття завдало серйозної поразки вченим-віталістам, ию заперечували таку можливість. Не менш яскравим прикладом успіхів Б. є історія вивчення ферментів — особливих білкових речовин, шо утворюються в організмі в процесі життєдіяльності (перший опис розщеплення крохмалю під впливом ферментів був поданий ад'юнктом Петербурзької акад. наук К. Кірхгофом у 1814). Труднощі, пов'язані з одержанням ферментів з тканин і клітин, використовувались прихильниками віталізму для твердження про неможливість вивчення клітинних ферментів поза живими істотами. Це твердження було спростоване російським лікарем М. Манассеїною (1871 — 72), яка довела можливість спостерігати спиртове бродіння в екстрактах розтертих (тобто позбавлених структурної цілісності) дріжджів. У 1897 ця можливість була підтверджена німецьким вченим Е. Бухнером. Наведені приклади підкреслюють значну роль матеріалістичної Б. в спростуванні ідеалістичних тверджень про непізнаванність природи.

Перший підручник з Б. був написаний доцентом Харків, ун-ту О. І. Ходнєвим (1847). Для розвитку Б. наприкінці 19 і у 20 ст. велике значення мали праці ряду вчених як зарубіжних (Ю. Лібіх, К. Бер-нар, Е. Фішер, О. Варбург), так і вітчизняних (К. А. Тімірязєв, В. І. Палладій, С. М. Виноградський, О. М. Бах, Д. М. Прянишников, М. Г. Холодний, І. П. Павлов, М. Г. Ненцький, О. Я. Данилевський, В. С. Гулевич та ін.).

Дослідження в галузі Б. в СРСР набули особливо великого розвитку після перемоги Великої Жовтн. соціалістич. революції. У 1920 О. М. Бахом було засновано перший Ін-т біохімії, у 1935 він же організував Ін-т біохімії АН СРСР, який тепер вивчає Б. рослин. У 1945 відкрито Ін-т біологічної та медичної хімії Акад. мед. наук СРСР. У Харкові 1925 за ініціативою О. В. Палладіна засновано Ін-т біохімії; згодом переведений до Києва, він увійшов до складу АН УРСР. Під керівництвом акад. О. В. Палладіна тут створилася велика українська біохімічна школа. Інститут опрацьовує питання Б. нервової системи, м'язової діяльності, білків, ферментів та вітамінів. З 1926 ін-т видає «Український біохімічний журнал». В Москві почали виходити інші рад. біохімічні журнали— «Биохимия» (з 1936) та «Вопросьі медицинской химии» (з 1955).

Літ.: Палладін О. В. Біохімія. Вид. 6. К., 1949; Палладин А. В. Учебник биологической химии. Изд. 12. М., 1946; 3барский Б. И., Иванов И. И., Мардашев С. Р. Биологическая химия. М.—Л., 1951; Розвиток науки в Українській РСР за 40 років. К., 1957 [Статті Палладіна О. В., Чаговця Р. В. з Лахно Ю. В. та Беліцера О. В.].

[ред.] Література