Biochemie je vědní obor zabývající se chemickými ději v živých soustavách, chemickými přeměnami látek a energií – metabolismus.
Živá soustava je vysoce organizovaný systém schopný autoregulace, reprodukce, vývoje v závislosti na vnějších podmínkách. Je to termodynamicky otevřený systém, protože s okolím mění jak energii, tak hmotu.
Dělení organismů dle způsobu výživy:
1. Podle formy přijímané energie
· Fototrofy – absorbují světelnou energii a mění ji na chemickou
· Chemotrofy – zdroj energie jsou chemické reakce, převážně
oxidačně-redukční přeměny organických a anorganických látek
2. Podle schopnosti syntetizovat organické látky
· Autotrofy – schopny přijímat anorganické látky (například oxid uhličitý)
a syntetizovat z nich látky organické
· Heterotrofy – musí organické látky přijímat v potravě
3. Podle zdroje vodíkového atomu (potřebného pro intracelulární redukční procesy)
· Lithotrofní – zdroj je v anorganických látkách
· Organotrofní – zdroj pochází z organických látek
4. Podle konečného akceptoru vodíku
· Aerobní – konečným akceptorem je kyslík
· Anaerobní – konečným akceptorem jsou anorganické ionty (dusičnanový aniont, síranový aniont) – většinou mikroorganismy
Dělení dle tvaru:
1) Lineární dráhy (glykolýza)
2) Cyklické dráhy – celý cyklus můžeme chápat jako velmi komplexní katalyzátor (citrátový cyklus, pentosový cyklus, Krebsův cyklus)
3) Spirální dráhy (biosyntéza mastných kyselin)
Typy metabolických drah:
Anabolické děje (Anabolismus) – syntetizuje z jednoduchých molekul složitější struktury jako například stavební látky (celulóza, bílkoviny), zásobní látky (polysacharidy). Tyto dráhy jsou zodpovědné za růst organismu. Často redukční povahy. Spotřebovávají energii většinou ve formě ATP – endergonické děje.
Katabolické děje (Katabolismus) – ze složitých struktur dělá jednoduché molekuly (trávení), které potom využívají anabolické děje, nebo se poté vylučují jako odpadní látky. Uvolňuje se při nich energie – exergonické děje.
Amfibolické děje – mají charakter, jak katabolismu, tak anabolismu (citrátový cyklus).
Anaplerotické děje – úkolem těchto dějů je doplňovat meziprodukty ostatních metabolických drah.
Primární metabolismus – nejdůležitější metabolické přeměny
Sekundární metabolismus – syntéza doplňkových látek jako například alkaloidy, terpeny, barviva. Charakteristické pro rostliny.
Regulace metabolismu – u většiny reakcí stačí pouze malá změna, aby se mohl obrátit směr reakce (aktivační energie je blízká nule).
Regulace aktivit pomocí enzymu katalyzující příslušnou reakci, velmi specifické, rychlé a účinné.