一、生物化学发展简史
生物化学研究始于18世纪,作为一门独立学科建立于20世纪初。1903年,C.Neuberg创造了“biochemistry(生物化学)”一词。
生物化学的发展过程大致分为三个阶段,即叙述生物化学、动态生物化学和机能生物化学。叙述生物化学又称静态生物化学,主要研究生命物质的组成和性质,如C.Scheele研究生物体各组织的化学组成,奠定了生物化学的物质基础。在揭示生命物质的组成之后,生物化学开始研究维持生命活动的化学反应,即研究生命物质的代谢过程以及酶、维生素和激素等在代谢过程中的作用。由于代谢是一个动态过程,这一阶段称为动态生物化学。随着生物化学研究的不断深入,人们对生命现象和生命本质有了进一步认识,即物质代谢主要在细胞内进行,不同细胞构成不同的组织和器官,并赋予它们不同的生理功能。机能生物化学研究生物分子、细胞器、细胞、组织和器官的结构与功能的关系,即从生物整体水平研究生命。
20世纪后半叶以来,生物化学发展的显著特征是分子生物学的崛起。1953年,J.Watson和F.Crick提出DNA双螺旋结构模型,这是生物化学发展进入分子生物学时代的重要标志。此后,DNA、RNA和蛋白质的合成过程被揭示,遗传信息传递的中心法则被阐明。20世纪70年代初,随着限制性内切酶的发现和核酸杂交技术的建立,重组DNA技术得到建立和发展。1972年,P.Berg首次将不同的DNA片段连接起来,构建重组DNA分子,并将其转入细胞进行扩增,获得重组DNA克隆。1976年,Y.Kan等应用DNA实验技术检验胎儿羊水细胞DNA,用以诊断α地中海贫血。1977年,人类基因组第一个基因被克隆,用重组DNA技术成功生产人生长抑素。1982年,T.Cech发现核酶。1983年,K.Mullis发明PCR技术,可以简便快速地在体外扩增DNA。1990年,基因治疗临床试验获得成功。2003年,人类基因组计划基本完成,功能基因组计划进一步研究各种基因的功能及其表达调控。自20世纪80年代以来,分子生物学研究对生命科学的发展起到了巨大的推动作用,受到国际科学界的高度重视。
我国生命科学工作者对生物化学的发展做出了重大贡献。自古以来我国劳动人民的生产和生活中蕴涵了生物化学知识和技术的应用,“不得其酱不食”表明在周朝就已经食用酱。制酱造饴需将谷物发酵,成为食品生物化学的开端。20世纪20年代以来,我国科技工作者在蛋白质化学、免疫化学和营养学等方面取得了卓越成就。生物化学家吴宪在血液分析方面创立了血滤液的制备方法及血糖的测定方法,在蛋白质研究方面提出了蛋白质变性学说。我国科技工作者1965年人工合成蛋白质——牛胰岛素,1972年用X射线衍射技术揭示分辨率达0.18nm的猪胰岛素分子空间结构,1979年合成酵母丙氨酸tRNA,1990年培育出转基因家畜。此外,我国是人类基因组计划国际大协作的成员。