【中華百科全書●科學●生物化學】

楊籍富

【中華百科全書●科學●生物化學】

 

以化學方法研究細胞內之構成物質或各種物質在生物體內之合成、分解、代謝等過程，即屬生物化學之範圍。

 

近來此學問之急速進步及分析儀器之改良，對探討生命的起源已得不少以往未被發現之珍貴資料。

 

研究所牽涉之物質種類、代謝過程等至為繁雜，擇其較重要者分為下列各項：蛋白質與胺基酸、酵素、核酸、醣類、脂肪等之理化性、功用及代謝等。

 

一、蛋白質及胺基酸：蛋白質係生物體之軟組織及酵素之主要成分，胺基酸係構成蛋白質之最基本單位，胺基酸與胺基酸間以胜鍵結合者稱為胜，胜之聚合物則為蛋白質。

 

依二十種胺基酸之不同結合次序，生成難以計數之不同蛋白質。

 

蛋白質之構形可分為纖維蛋白質及球狀蛋白質，前者係不溶於水或稀鹽類溶液。

 

其構造由多胜鏈沿單軸排列成平行狀，係結締組織之基本要素，如腱、毛髮、角質及羽毛等。

 

後者大部分可溶於水而易擴散，由多胜鏈緊密摺疊圓形或球狀，通常在細胞中有流動性。

 

各種酵素、抗體、血清、血紅素均屬球狀蛋白質。

 

二、酵素：在生物體內各種物質間之轉變均有特定之參與，每一反應需有不同之存在，其作用無法互相代替。

 

有高度之催化作用，細胞內之各種在幾秒鐘內可同時合成多種物質，相同反應在實驗室進行時需數日至數月之久。

 

能催化數以千計化學反應，此等反應共同構成細胞之中間代謝作用。

 

酵素可分為：氧化還原、輔基：水解、加成消去、異構及合成等。

 

三、核酸：由氮鹽基、核糖及磷酸所構成。

 

可分為去氧核糖核酸及核糖核酸兩系。

 

去氧核糖核酸主宰遺傳，存在於細胞核內，含有四種單核酸單位，由不同生物體所得之四種單核酸單位之比例及結合次序各有不同。

 

核糖核酸有三種形態，稱為信使核糖核酸、核糖體及移轉核糖核酸。

 

信使核糖核酸含有四種鹽基，雖佔細胞中總核糖核酸之小部分，但分布廣，其分子量及鹽基之結合次序變化頗大，當在細胞中合成數千種蛋白質時，需信使核糖核酸之存在。

 

細胞內大部分之核糖核酸屬核糖體，有螺旋結構，當合成蛋白質時，特殊胺基酸需由移轉核糖核酸攜帶。

 

四、醣類：可分為單醣、寡醣及多醣類。

 

單醣中五碳糖有核糖、木質糖等，六碳糖有葡萄糖及果糖；

 

寡醣類中蔗糖及麥芽糖屬雙醣類；

 

多醣類有纖維素、澱粉及肝糖。

 

醣類係生物體內之主要能源及組織構成成分之一。

 

在體內產生過多時，動物以肝糖之方式貯存於肝臟及肌肉，當攝取之糖量不足時，肝糖分解為葡萄糖以供體內之需，肝糖係D葡萄糖以α（1→4）鏈結之多糖，構造較澱粉更趨高度分歧，其側鍵之鏈結為α（1→6）。

 

植物體則以澱粉之形態貯存，澱粉有兩種形態，為α澱粉糖及膠澱粉。

 

前者由長而不分支之直鏈組成，其中D葡萄糖以α（1→4）鏈結相結合，其分子量由數千至數十萬。

 

膠澱粉具高度分支性，側鏈約有十二個葡萄糖殘基，分子骨架之鏈結為α（1→4），側鏈分歧點為α（1→6）鏈結。

 

澱粉被動物攝取後經複部之分解過程成為葡萄糖，再經糖降解作用可供體內之需。

 

纖維素係木材之主成分，屬醣類之聚合物。

 

五、脂肪：在天然界中分布甚廣，最多者為三醯基甘油醇。

 

依構成脂肪酸之種類呈固體或油狀物。

 

植物中之三醯基油醇含有多量不飽和酸，故熔點低，在常溫下呈油狀；

 

動物體內者含有高飽和度之脂肪酸，有較高熔點，在常溫下呈半固體或固體狀。

 

在體內係能源，多種組織及血液中之成分，其他如酵素之活化及電子傳達系所必須者。

 

六、生物分子之特性：構成生物體之主要元素僅有十餘種，其中以碳、氮、氫及氮為主，其他微量元素如硫、錳、銅、碘等均有重要之生理作用。

 

生物體在實質上由無生命之分子所構成，依生活狀態之分子邏輯構成複雜、超凡，及高度組織化之特性。

 

生物體有能力自周圍獲得能量，或利用能量製造維持本身所需之複雜成分。

 

最特殊之能力則為本身複製，一代接一代，繁殖與本身相同質量、形狀，及內部構造之能力。

 

（施多喜）

 

引用：http://ap6.pccu.edu.tw/Encyclopedia/data.asp?id=9650