Конспект лекцій з курсу „Біохімія”

Тема 1. Предмет, задачі та коротка історія біохімії

План

1. Предмет біологічної хімії

2. Задачі біологічної хімії.

3. Коротка історія біохімії

1. Предмет біологічної хімії

Біологічна хімія - це наука про хімічний склад живих організмів та хімічні процеси, що відбуваються в організмах та лежать в основі їхньої життєдіяльності. Тобто, біохімія вивчає склад речовин, з яких побудовано живий організм, їх надходження з зовнішнього середовища, подальші перетворення та закономірності цих перетворень. Інакше кажучи, біохімія вивчає усі хімічні процеси, що відбуваються в живому організмі від моменту надходження в нього поживних речовин і до утворення кінцевих продуктів Процеси обміну речовин і енергії є основою життєдіяльності кожного організму. У процесі становлення і розвитку біохімії, як окремої галузі науки, виникли і успішно розвиваються такі основні напрямки: статична, динамічна і функціональна біохімія. Статична біохімія досліджує хімічну природу і властивості речовин, що входять до складу організму. Динамічна біохімія вивчає перетворення речовин в організмі і взаємозв'язане з ним перетворення енергії в організмі. Функціональна біохімія займається вивченням хімічних процесів, які лежать в основі функціональної діяльності різних органів та систем. Слід підкреслити, що такий поділ біохімії на основні напрями відносний, бо під час біохімічних досліджень усі вони взаємопов'язані.

2. Задачі біологічної хімії

Основне завдання біохімії - вивчити процеси життєдіяльності, а також способи обміну речовин в організмі та з навколишнім середовищем, їхній взаємний зв'язок, що має важливе теоретичне і успішному розв'язанні цих проблем велика роль відводиться біохімії, яка вже має значні досягнення на сучасному етапі і продовжує успішно розвиватися.

Практичне значення

Залежно від об'єкту дослідження розрізняють біохімію людини( медична біохімія), тварин, рослин, мікробів і вірусів. Є загальна біохімія, що вивчає вміст і перетворення речовин, характерних для живої матерії в цілому. Біохімія має важливе практичне значення для медицини, сільського господарства, харчових галузей промисловості, в тому числі і для громадського харчування. Знання, отриманні під час вивчення біологічної хімії, дозволяють розробляти нові технології зберігання продуктів харчування та напівфабрикатів, нові технології виробництва продукції громадського харчування.

3. Коротка історія біохімії

Слід визначити, що біохімія, як самостійна наука сформувалася лише в другій половині XIX століття. Цьому сприяв розвиток переробних галузей промисловості та ті проблеми, успішне вирішення яких сприяло значним успіхам у вивченні хімічного складу і будови багатьох природних сполук та успіхи фізіології в дослідженні процесів, що відбуваються в живих організмах. Одержані на той час дані були тим фактичним матеріалом, який став основою нової науки - біологічної хімії.

Розвитку біохімії сприяли дослідження як вітчизняних, так і зарубіжних вчених. Так, О.Я. Данілевський ( 1838 - 1923 ), один із основоположників біохімії, вперше сформулював ряд положень, які пізніше стали основою поліпептидної теорії структури білків. Зокрема, О.Я. Данілевський, досліджуючи хімізм біуретової реакції і порівнюючи її властивості з деякими властивостями білка, дійшов висновку, що залишки амінокислот у білку зв'язані за допомогою груп.

О

‌║‌‌

─ С ─ N ─

│

H

Цей зв'язок пізніше був названий німецьким вченим Є.Фішером пептидним. О.Я. Данілевський із своїми учнями В.Н. Окуневим і Д.М. Лавровим висунув ідею про зворотність дії ферментів, здійснивши синтез білковоподібних речовин. У Казанському університеті О.Я. Данілевський очолював першу в Росії кафедру біохімії і створив першу російську школу біохіміків.

Значна заслуга в розвитку біохімії належить М.В. Ненцькому (1847- 1901) Він разом із Л.П. Мархлевським і С.В. Салазкіним провів фундаментальні дослідження по з'ясуванню будови гемоглобіну і хлорофілу. М.В. Ненцький довів, що сечовина може утворюватися із амінокислот, які надходять в організм, і що процес утворення сечовини є синтетичним. У наступних своїх дослідженнях він довів, що джерелом для утворення сечовини є аміак. Разом з цим М.В. Ненцький і Л.П. Мархлевський встановили, що гемоглобін і хлорофіл за своєю будовою дуже подібні. Це відкриття мало досить важливе значення, оскільки свідчило про єдність походження пігментів.

Наприкінці XIX ст. (1880 р.) М.І. Лунін відкрив досить важливу групу речовин-вітаміни. Пізніше, у 1892 р. Д.І. Івановський відкрив вірус.

Значний внесок в розвиток біохімії зробив академік І.П. Павлов (1849- 1936). Його класичні праці, присвячені вивченню ферментів травного каналу, стали поштовхом для подальшого розвитку ферментології. У своїх "Лекциях по физиологии" І.П. Павлов висловив думку про те, що ферменти - речовини білкової природи. Пізніше ця думка була підтверджена експериментально. Досить важливу роль відіграли дослідження І.П. Павлова та його учня М.П. Шеповальникова в розробці поняття про речовини проферменти, які є попередниками ферментів. І.П Павлов довів також важливу роль окремих груп ферментів для засвоєння речовин організмом.

Для розвитку біохімії важливе значення мали дослідження М.С. Цвєта (1872-1919), який розробив хроматографічний метод розділення речовин Цей метод і сьогодні не втратив свого значення. Він широко використовуєть­ся в біохімії для розділення сумішей різних речовин і виділення їх в чистому вигляді. Для розвитку біохімії важливе значення мали також дослідження ОМ. Баха (1857-1946) і В.І. Палладіна (1859-1922), які заклали основи сучасних уявлень про механізм тканинного дихання. У 1921 р ОМ. Бах організував у Москві Біохімічний інститут Народного комісаріату охорони здоров'я (з 1934 р. - Інститут біохімії АНСРСР), директором якого він був до останніх років свого життя. На Україні у 1925 році під керівництвом О.В. Палладіна був створений у Харкові інститут (НДУ) , який потім було переведено до Києва і перейменовано в Інститут біохімії АН УРСР ім. О.В. Палладіна. Пізніше в нашій країні було створено ще багато дослідницьких організацій

Дальшому розвитку біохімії сприяли також наукові праці таких вчених, як В.С Гулевич. О.І Опарін, В.О. Опарін, С.Є. Северін, 0.0. Баєв, О.С. Спірін та інші.

Серед зарубіжних вчених, які зробили значний внесок в розвиток біохімії, слід відзначити Є. Фішера, О. Варбурга, В, Кребса, Д. Уотсона, Ф. Сенгера, М. Ніренберга, Р. Холлі, Л. Полінга, А. Ленінджера та інших.

Значних успіхів в своєму розвитку біохімія досягла за останні десятиріччя За цей час зроблено такі важливі відкриття, як розшифрування будови білків і нуклеїнових кислот і з'ясування механізму біосинтезу цих сполук, вияснення шляхів збереження і передачі генетичної інформації, з'ясування біохімічних основ центральної нервової системи, встановлення основних положень і механізму трансформації енергії в біологічних системах та інші.