Элементы биохимии. 
Органическая химия в 2 ч. Часть 2

Химия на современном этапе представляет собой единую науку, главные разделы которой объединяются понятием «общая химия». Химию элементов и их соединений в неживой природе изучают неорганическая и органическая химия.

Особенности протекания химических реакций, структуру атомномолекулярных частиц и количественные закономерности химии изучает физическая химия. Теоретическую химию, которая занимается механизмами химических превращений, особенностями формирования и структурой переходных состояний химических реакций и физико-химических процессов, квантово-химическими и другими расчетами молекул, называют химической физикой. Аналитическая химия решает свои задачи, используя специфические свойства частиц для их качественного и количественного определения. Однако общая химия как предмет химических свойств и химических превращений частиц была бы однобокой, если бы она оторвалась сполна от химических реакций, протекающих в условиях организмов животных и растений. Так оно и было до 60-х годов XX столетия, когда на стыке с биохимией и биологией появились две новые науки — бионеорганическая и биоорганическая химия. Независимо от других наук в течение нескольких столетий развивалась биология.

В XIX в. в недрах биологии зародилась биохимия. Первый учебник по биохимии появился в России в 1847 г. Он был написан профессором Харьковского университета А. И. Ходневым. Через 100 лет биохимия представлялась как «наука о химическом составе живой материн и о химических процессах, происходящих в живых организмах и лежащих в основе их жизнедеятельности». В курсах биохимии читалась химия белков, углеводов и липидов, которая во многом повторяла органическую химию. Кроме того, излагалась химия ферментов, витаминов и гормонов, вопросы обмена веществ, таких как углеводы, жиры и белки, соли и вода, химические процессы в главных биологических системах животных — нервах, мышцах, желудочнокишечном тракте и биологических жидкостях — в крови и лимфе, пищеварительных соках и молоке, в моче. В новейшей биохимии се предмет чаще всего вовсе не определяется или отождествляется с химическими реакциями в живой клетке. Объем общей биохимии бесконечно расширяется, потому что в живой клетке протекают миллионы сложнейших реакций как усложнения, так и разрушения веществ.

Учитывая, что живых существ в животном и растительном мире также миллионы, и в живых клетках химические реакции протекают существенно иначе, можно себе представить, как трудно сейчас охватить весь объем предмета в целом.

Таким образом, выяснилось, что живая Природа представляет из себя гигантскую и сложнейшую химическую лабораторию, в которой химия тесно переплелась с физикой. Химические реакции в живой клетке протекают специфически, только в присутствии биокатализаторов, или ферментов, чаще всего в отсутствие каких-либо внешних физических полей, кроме фавитационного.

И только органы зрения и поверхностные клетки испытывают действие электромагнитного поля и в них реализуются фотохимические реакции. Безусловно, что в недрах живого организма могут создаваться локальные электрические поля, которые могут воздействовать на некоторые реакции. Примером тому могут быть животные, которые накапливают электрические заряды большой разрушительной силы.

У живых существ, так же как и у человека, отсутствуют рецепторы магнитных полей, однако это вовсе не означает, что магнитное поле Земли и другие источники магнитного поля не оказывают влияния на химические реакции в живой клетке. Следует иметь в виду, что жизнь и химические реакции в живой клетке построены не только на соединениях атомов органогенов. Остальные химические элементы к ним также не индифферентны.

Сейчас стало очевидно, что большинство химических элементов, а возможно, что и все они, входят в структуру тех или иных органов живого организма и жизнь без них невозможна. Однако до сих пор их роль в протекании биохимических реакций не выяснена. Исключение составляют такие элементы, как Na, К, Mg, Са, В, Си, Zn, Mn, Fe, Со, Ni, Мо, роль которых частично установлена. Однако использование многих других металлов для лекарственного воздействия в гомеопатии и поразительное действие этих гомеопатических лекарств на излечение болезней является одним из нескольких весомых доказательств того, что они включены в структуру тех или других биологических систем и аппаратов и находятся в организме в неопределяемых до сих пор очень низких гомеопатических концентрациях. Очень большой раздел биохимии выделяется теперь (с 60-х годов XX столетия) в бионеорганическую (или биокоординационную) химию, цель которой состоит в изучении структур связанных металлов в живой клетке и в их воздействии на химические реакции, протекающие в клетке. Безусловно, что новая наука включается в общую биохимию как ее неотъемлемая часть и в общих чертах должна включаться в курсы неорганической химии и химии комплексных соединений (координационную химию).

Предметом биокоординационной химии должны быть такие комплексы жизни и их функции, как хлорофилл и световая стадия фотосинтеза, гемо;

глобин, цитохромы, каталазы, пероксидазы и процессы фиксации и переноса кислорода из воздуха, окислительно-восстановительные процессы в клетке, идущие с участием вышеперечисленных комплексов, а также структура и свойства металлосодержащих ферментов.

Другая наука, которая возникла в недрах биохимии почти одновременно с бионеорганической химией, — это биоорганическая химия. Она сосредоточивает свое внимание, как писал академик Ю. А. Овчинников, один из первопроходцев этой науки, на исследовании структур и функций биологически важных соединений методами органической химии.

Ее объектами являются как биополимеры (белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, крахмал, гликоген и др.), так и низкомолекулярные биорегуляторы — витамины, гормоны и др. Поэтому поле деятельности этой науки исключительно широко. Биоорганическая химия в настоящее время сосредоточила свое внимание на ферментах, т. е. специфических белках, которые в своих реакционных центрах могут содержать металлы. Такие ферменты называются металлоферментами. Структуру и свойства реакционного центра таких ферментов изучает бионеорганическая (позднее названная биокоординационной) химия. Таким образом, интересы обеих наук — биоорганической и бионеорганической химии тесно переплетаются в области металлоферментов. Если классическая общая биохимия была и остается чаще всего описательной наукой, то отпочковавшиеся от нее громадные разделы биоорганической и бионеорганической химии базируются на понятиях, представлениях и методах физической химии и химической физики, на принципах молекулярной биологии. Все разделы науки, которые выясняют химические основы жизненноважных процессов, относятся к биохимии.