生物化学的发展史

生物化学的发展史

[大] [中] [小] 发布人：圣才学习网发布日期：2008-01-25 14:18 共1564人浏览

大约在19世纪末，德国化学家李比希（J.Liebig）初创了生理化学，在他的著作中首次提出了“新陈代谢”这个词。以后德国的霍佩赛勒（E.F.Hoppe-seyler）将生理化学建成一门独立的学科，并于1877年提出“Biochemie”一词，译成英语为“Biochemistry”，即生物化学。生物化学的发展大体可分为三个阶段：

一、静态生物化学阶段

大约从19世纪末到20世纪30年代，主要是静态的描述性阶段。发现了生物体主要由糖、脂、蛋白质和核酸四大类有机物质组成,并对生物体各种组成成分进行分离、纯化、结构测定、合成及理化性质的研究。

1、1929年，德国化学家Fischer Hans发现了血红素是血红蛋白的一部分，但不属于氨基酸，进一步确定了分子中的每一个院子，获1930年诺贝尔化学奖。得很多糖和氨基酸的结构，确定了糖的构型，并指出蛋白质是通过肽键连接的。

2、通过食物的分析和营养的研究发现了一系列维生素，并阐明了它们的结构。1911年，Funk 结晶出治疗“脚气病”的复合维生素B，提出“Vitamine”，意即生命胺。后来由于相继发现的许多维生素并非胺类，又将“Vitamine”改为“Vitamin”。与此同时，人们又认识到另一类数量少而作用重大的物质--激素。它和维生素不同，不依赖外界供给，而由动物自身产生并在自身中发挥作用。肾上腺素、胰岛素及肾上腺皮质所含的甾体激素都是在这一时期发现的。

3、1926年，Sumner从半刀豆中制得了脲酶结晶，并证明它的化学本质是蛋白质。此后四、五年间Nothrop等人连续结晶了几种水解蛋白质的酶,如胃蛋白酶、胰蛋白酶等，并指出它们都是蛋白质，确立了酶是蛋白质这一概念。

4、中国生物化学家吴宪（1893～1959）在1931年提出了蛋白质变性的概念。吴宪堪称中国生物化学的奠基人，他在血液分析、蛋白质变性、食物营养和免疫化学等四个领域都做出了重要贡献，并培养了许多生化学家。

虽然对生物体组成的鉴定是生物化学发展初期的特点，但直到今天，新物质仍不断在发现。如陆续发现的干扰素、环核苷磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等，已成为重要的研究课题。

早已熟知的化合物也会发现新的功能，20世纪初发现的肉碱，50年代才知道是一种生长因子，而到60年代又了解到是生物氧化的一种载体；多年来被认为是分解产物的腐胺和尸胺，后来被发现与精胺、亚精胺等多胺有多种生理功能，如参与核酸和蛋白质合成的调节，对DNA超螺旋起稳定作用以及调节细胞分化等。

二、动态生物化学阶段

第二阶段约在20世纪30～50年代，主要特点是研究生物体内物质的变化，即代谢途径，所以称动态生化阶段。在这一阶段，确定了糖酵解、三羧酸循环以及脂肪分解等重要的分解代谢途径，对呼吸、光合作用以及腺苷三磷酸(ATP)在能量转换中的关键位置有了较深入的认识。主要研究成果有:

1、1932年,英国科学家Krebs在前人工作的基础上，用组织切片实验证明了尿素合成反应，提出了鸟氨酸循环。并进一步对生物体内被氧化的过程进行了研究，于1937年又提出了各种化学物质的中心环节--三羧酸循环的基本代谢途径。

2、1940年,德国科学家Embden和Meyerhof提出了糖酵解代谢途径。

3、1949年，E.Kennedy等证明F.Knoop提出的脂肪酸β-氧化过程是在线粒体中进行的，并

指出氧化的产物是乙酰CoA。

当然，这种阶段的划分是相对的。对生物合成途径的认识要晚得多，在50～60年代才阐明了氨基酸、嘌呤、嘧啶及脂肪酸等的生物合成途径。

在此期间，我国前中央大学于1935年新成立了医学院，由郑集教授筹备生物化学系，担任教授兼主任，并成立了我国第一个生物化学专业的学术组织“成都生物化学会”。1938年郑集编写的《生物化学实验手册》(A Laboratory Manual of Biochemistry)正式在成都华英书局出版，这是我国第一本自编的生物化学原理，也是我国第一本生物化学参考书。于1948年郑集教授约同林国镐、万昕等成立了只有7人的中国生物化学学会。

三、现代生物化学阶段

该阶段是从20世纪50年代开始，以提出DNA的双螺旋结构模型为标志，主要研究工作就是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间的关系。生物化学在这一阶段的发展，以及物理学、微生物学、遗传学、细胞学等其他学科的渗透，产生了分子生物学，并成为生物化学的主体。

1、1953年是开创生命科学新时代的一年。Watson和Crick发表了“脱氧核糖核酸的结构”的著名论文，他们在Wilkins完成的DNA X-射线衍射结果的基础上，推导出DNA分子的双螺旋结构模型。核酸的结构与功能的研究为阐明基因的本质、了解生物体遗传信息的流动作出了贡献。三人共获1962年诺贝尔生理学或医学奖。

2、F.Crick于1958年提出分子遗传的中心法则，从而揭示了核酸和蛋白质之间的信息传递关系。又于1961年证明了遗传密码的通用性。1966年由H.G.Khorana和Nirenberg合作破译了遗传密码，这是生物学方面的另一杰出成就。至此遗传信息在生物体由DNA到蛋白质的传递过程已经弄清。

3、基因表达的调控也是核酸的结构与功能研究的一个重要内容。1961年Jacob和Monod 阐明了基因通过控制酶的生物合成来调节细胞代谢的模式，提出了操纵子学说。同年，Brenner获得信使RNA的存在的证据，阐明其碱基序列与染色体中DNA互补，并假定mRNA 将编码在碱基序列上的遗传信息带到蛋白质的合成场所--核糖体，在此翻译成氨基酸序列。以上三人共获1965年诺贝尔医学和生理学奖。

3、1962年，Arber提出限制性核酸内切酶存在的第一个实验证据，1967年，Gellert 发现了DNA连接酶，1972年Berg和Boyer等创建了DNA重组技术。

4、1977年，Berget等发现了“断裂”基因，并于1993年获诺贝尔医学和生理学奖。

5、1980年F.Sanger设计出一种测定DNA内核苷酸排列顺序的方法，同年获诺贝尔化学奖。

5、1981年～1983年，Cech和Altman相继发现某些RNA具有酶的催化活性，改变了百余年来酶的化学本质都是蛋白质的传统观念，于1989年共获诺贝尔化学奖。

6、1984年，Simons 和Kleckner等发现了反义RNA，从此揭开了人类向癌症开展的序幕。1987年，Mirkin等在酸性的质粒中发现了三链DNA。

7、1985年，美国R.Sinsheimer首次提出“人类基因组研究计划”，2003年4月14日、美、中、日、德、法、英6国科学家宣布人类基因组图绘制成功，已完成的序列图覆盖人类基因组所含基因的99%。

8、1997年，I.Wilmut成功获得体细胞克隆羊--多莉。这项成果震惊了世界，其潜在的意义难以估计。

9、1999年，Blobel发现了细胞中有其内在的运输和定位信号，为此获该年度诺贝尔奖。

10、2003年P.Agre 发现细胞膜上的水通道，证明了19世纪中期科学家的猜测“细胞膜有允许水分和盐分进入的孔道”，同年获诺贝尔化学奖。

11、2004年以色列A.Ciechanover,A.Hershko和I.Rose发现泛素调节的蛋白降解，同年获诺贝