биохимия

биохи́мия, наука, изучающая входящие в состав организмов химические вещества, их структуру, распределение, превращения и функции. Совокупность превращений этих веществ составляет обмен веществ, лежащий в основе жизнедеятельности всех организмов. Как наука Б. сформировалась в конце XIX в., хотя многие биохимические процессы, лежащие в основе хлебопечения, сыроварения, виноделия, квашения и др., известны с глубокой древности. Современная Б. охватывает обширную область знаний и является основой многих отраслей практической деятельности человека (в частности, сельского хозяйства). Всестороннее изучение обмена веществ у растений, микроорганизмов и животных позволяет управлять их развитием и повышать их продуктивность. Важная проблема современной Б. растений — выяснение молекулярных механизмов и условий азот-фиксации с целью повышения плодородия почв. Этот процесс осуществляется благодаря ферменту нитрогеназе, который превращает азот воздуха в аммиак при обычных температуре и давлении (в промышленности синтез аммиака — сырья для получения азотных удобрений — происходит при температуре около 500°С и давлении 300—350 атм). Полная расшифровка структуры нитрогеназы и выяснение наиболее благоприятных условий для её действия и регуляции даст возможность повысить азот-фиксацию у бобовых культур и увеличить сбор белка с единицы площади. Ведутся работы по перенесению генов (методом генетической инженерии), от которых зависит синтез нитрогеназы, из азотфиксирующих бактерий в других почвенные микроорганизмы. Одна из основных задач Б. растений — биохимическая характеристика растительного пищевого сырья (содержание белка и клейковины в зерне, определение аминокислотного состава белков, сахара в сахарной свёкле, витаминов в овощах и т. д.) и разработка методов регулирования его химического состава. Большое практическое значение имеет изменение аминокислотного состава белков зерна, пищевая и кормовая ценность которых лимитируется низким содержанием в них аминокислоты лизина. Путём использования некоторых мутантов кукурузы удалось вывести её новые сорта с повышенным содержанием в белке лизина, то есть с более высокой пищевой и кормовой ценностью. Не менее серьёзная задача — исследование биохимических процессов в растительном сырье при хранении и переработке. Стойкость зерна, плодов, овощей и величина потерь полностью определяются биохимическими факторами. Чрезвычайно важный вопрос для сельского хозяйства — выяснение биохимических механизмов влияния различных природных и синтетических соединений на насекомых-вредителей сельскохозяйственных культур. Известно, что некоторые биологически активные вещества (феромоны), выделяемые в ничтожных концентрациях особями определенного вида, могут специфически влиять на поведение и состояние других особей того же вида. Выяснение молекулярных механизмов действия этих веществ позволит разработать более эффективные методы защиты растений от вредителей. Важнейшие проблемы современной Б. сельскохозяйственных животных — изучение особенностей обмена веществ (в норме и при различных патологических процессах), исследование соединений организма, имеющих практическое значение в диагностике болезней и селекционно-зоотехнической работе, установление биохимических основ ведения животноводства и др.

На основе биохимических исследований решаются многие вопросы животноводства. Среди них центральное место принадлежит биохимической характеристике кормов (содержание в них белков, углеводов, аминокислот, витаминов, минеральных веществ), на основе которой составляются сбалансированные рационы для сельскохозяйственных животных, обеспечивающие рост их продуктивности при сокращении затрат кормов. Ценные кормовые добавки для нужд животноводства (кормовые дрожжи, некоторые аминокислоты, витамины и др.) получают микробиологическим синтезом — одним из методов современной биотехнологии. На основе глубокого изучения обмена веществ микробной клетки создаются всё более совершенные инженерно-биологической системы, в которых свойственная микроорганизмам огромная энергия ферментативного превращения веществ используется для направленного синтеза продуктов их обмена. Всесторонне изучается обмен веществ микроорганизмов рубца, играющих существенную роль в обеспечении жвачных животных белком.

Литература:
Афонский С. И., Биохимия животных, 3 изд., М., 1970;
Кретович В. Л., Биохимия растений, М., 1980;
Брухман Э. Э., Прикладная биохимия, пер. с нем., М., 1981;
Малахов А. Г., Вишняков С. И., Биохимия сельскохозяйственных животных, М., 1984;