**생화학의 역사** 또는 **생화학사**(生化學史)는 생명의 구성과 과정에 관심이 많았던 고대 그리스 시대까지 거슬러 올라간다고 말할 수 있으나, 특정 과학 분야로서의 생화학은 대략적으로 19세기 초부터 시작되었다. 어떤 이들은 생화학의 시작이 앙셀름 파얜(Anselme Payen)이 1833년에 최초로 효소인 다이아스테이스(오늘날 아밀레이스라 불리는)를 발견한 것일지도 모른다고 주장

"생화학"이란 용어는 "생명, 생물"을 의미하는 "bio-" 와 "화학(chemistry)"의 결합에서 유래하였다. 생화학이란 단어는 1848년에 영어로 처음 기록되었으며,

생화학의 연구 주제는 생명체 내에서의 화학적 과정이며, 그 역사는 생명체의 복잡한 구성 요소의 발견과 이해 및 생화학적 대사 경로를 밝히는 것을 포함한다. 생화학의 대부분은 단백질, 탄수화물, 지질, 핵산 및 기타 생체분자와 같은 세포 구성 요소의 구조와 기능을 다룬다. 이러한 생체분자들의 물질대사 경로와 물질대사를 통한 화학 에너지의 흐름, 생체분자가 살아있는 세포 내에서 어떻게 작동하는지에 대해서도 다룬다. 또한 생화학은 생화학적 신호전달을 통한 정보 흐름의 조절과 관련된 생화학적 과정과 그것들이 어떻게 전체적인 생물의 기능과 관련되는지에 초점을 맞추고 있다. 지난 40년 동안 생화학은 생명의 과정을 설명하는데 성공적이었으며 식물학에서 의학에 이르는 생명과학의 거의 모든 분야가 생화학 연구를 하고 있다.

수 없이 다양한 생체분자 중에서 많은 것들은 유사한 반복 단위(단위체)로 구성된 복잡하고 큰 분자(중합체)이다. 생체분자 중합체의 각 부류는 기본 단위의 종류가 서로 다르다. 예를 들면, 단백질은 20가지의 아미노산들 중 선택된 아미노산들의 중합체이고, 탄수화물은 단당류, 올리고당류, 다당류로 알려진 당으로부터 형성된다. 지질은 지방산과 글리세롤로부터 형성되고, 핵산은 뉴클레오타이드로부터 형성된다. 생화학은 단백질과 같은 중요한 생물학적 분자의 화학적 특성 및 특히 효소 촉매 반응에 대해 연구한다. 세포 대사 및 내분비 시스템에 대한 생화학은 광범위하게 연구되었다. 생화학의 다른 영역으로는 유전 암호, 단백질 생합성, 세포막 수송 및 신호 전달이 있다.

## 생화학 이전
생화학에 대한 연구는 생물학이 사람들로부터 관심을 받게 되었을 때부터 시작되었다고 볼 수 있다. 고대 중국인들은 연금술 및 생물학적 관심으로 인해 음양오행설 화학의 측면에서, 초기 발전은 야금술, 과학적 방법, 원자론의 초기 이론을 포함한 연금술의 이해, 탐구에 크게 의존하였다. 보다 최근에 화학 연구는 멘델레예프의 주기율표, 돌턴의 원자론, 질량 보존의 법칙과 같은 획기적인 사건으로 나타낼 수 있다. 마지막으로 언급된 질량 보존의 법칙은 열역학과 화학을 연결하기 때문에 세 가지 중 가장 중요하다.

## 효소
18세기 말과 19세기 초에 위분비물에 위한 고기의 소화 및 식물 추출물과 타액에 의해 녹말이 당으로 변환된다는 것이 알려져 있었다. 그러나 이러한 일이 일어난 기작은 밝혀져 있지 않았다.

19세기에 효모에 의한 알코올 발효를 연구했을 때, 루이 파스퇴르는 발효가 발효소(ferment)라고 불리는 효모 세포 내에 포함된 생명력에 의해 촉매된다고 결론짓고, 이러한 일이 살아있는 생명체 내에서만 가능하다고 생각했다. 파스퇴르는 "알코올 발효는 세포의 죽음이나 부패가 아닌 효모 세포의 생명 및 조직과 상호연관된 작용이다."라고 기록했다.

앙셀름 파얜은 1833년에 다이아스테이스라고 불리는 최초의 효소를 발견했으며, 1878년에 독일의 생리학자 빌헬름 퀴네 (1837~1900)는 이 과정을 설명하기 위해 그리스어 "ενζυμον", "(in leaven)"에서 유래한 효소라는 용어를 만들었다. 효소라는 단어는 나중에 펩신과 같은 살아있지 않는 것들을 지칭하는데 사용되었으며, 발효소(ferment)는 생명체에 의해 생성된 화학적 활성을 지칭하는데 사용되었다.

1897년에 에두아르트 부흐너는 살아있는 효소 세포가 없더라도 당을 발효시키는 효모 추출물의 능력에 대해 연구하기 시작했다. 베를린 훔볼트 대학교에서 행해진 일련의 실험에서 부흐너는 혼합물에 살아있는 효모 세포가 없을 때에도 당이 발효된다는 것을 발견했다. 부흐너는 "생화학 연구와 무세포 발효의 발견"에 대한 공로로 1907년에 노벨 화학상을 수상했다. 부흐너의 예를 따라 효소는 일반적으로 그 효소가 수행하는 반응에 따라 명명된다. 보통 접미사 "-ase"는 기질의 이름 뒤에 붙이거나(예: 락테이스는 락토스(젖당)분해효소이다), 반응의 유형(예: DNA 중합효소는 DNA 중합체를 형성한다)에 따른다.

효모가 살아있는 세포 외부에서 기능할 수 있다는 것을 보여주었기 때문에, 다음 단계는 생화학적 성질을 결정하는 것이었다. 많은 초기 연구자들은 효소 활성이 단백질과 관련되어 있다고 지적했지만, 몇몇 과학자들은(노벨 화학상 수상자인 리하르트 빌슈테터 같은) 단백질이 효소의 운반체일 뿐이며 단백질 자체는 촉매 작용을 할 수 없다고 주장했다. 그러나 1926년에 제임스 섬너는 유레이스가 순수 단백질이며 결정화할 수 있음을 밝혀냈고, 1937년에 카탈레이스로도 마찬가지임을 보여주었다. 순수 단백질이 효소일 수 있다는 결론은 소화 효소인 펩신 (1930), 트립신, 키모트립신을 연구한 존 하워드 노스럽, 웬들 메러디스 스탠리에 의해 결정적으로 입증되었다. 제임스 섬너, 존 노스럽, 웬들 스탠리는 1946년에 노벨 화학상을 수상했다.

효소가 결정화될 수 있다는 발견은 과학자들이 마침내 X선 결정학으로 효소의 구조를 풀어낼 수 있다는 것을 의미했다. 이러한 시도는 눈물, 타액, 달걀 흰자에서 발견되며 일부 세균의 외막을 분해하는 효소인 라이소자임에 대해 처음 수행되었으며, 라이소자임의 구조는 데이비드 칠턴 필립스(David Chilton Phillips)가 이끈 연구진에 의해 규명되었고, 1965년에 발표되었다. 이렇게 밝혀진 라이소자임의 고해상도 구조는 구조생물학의 시작과 효소가 원자 수준에서 어떻게 작동하는지 이해하려는 노력의 성과를 보여준다.

## 물질대사

### 초창기 물질대사의 관심 대상
"물질대사(metabolism)"라는 용어는 "변화(change)" 또는 "바꿈(overthrow)"을 의미하는 그리스어 "Μεταβολισμός – Metabolismos"에서 유래되었다. 이 책에서 산토리오는 식사, 수면, 일하기, 성관계, 금식, 음주, 배설하기 전후의 자신의 체중이 어떻게 변하는지 설명하고 있다. 산토리오는 섭취한 음식의 대부분이 그가 "불감증산(insensible perspiration)"이라 불렀던 것을 통해 소모된다는 것을 발견했다.

### 물질대사: 20세기 ~ 현재
가장 많은 연구를 한 현대 생화학자 중 한 명은 물질대사 연구에 큰 기여를 한 한스 크렙스인데,

#### 포도당 흡수
1960년에 생화학자 로버트 크레인(Robert K. Crane)은 소장에서 포도당 흡수 메커니즘으로 Na-포도당 공동수송을 발견했다.

### 해당과정
물질대사는 물질의 분해(이화작용)와 물질의 합성(동화작용)에 초점을 맞추기 때문에, 포도당의 사용과 이에 따른 ATP의 합성을 관련시키는 것이 물질대사에 대한 이해의 기본이다. 신체에서 발견되는 해당과정의 가장 흔한 유형은 구스타프 엠덴(Gustav Embden), 오토 마이어호프(Otto Meyerhof), 야콥 카롤 파르나스(Jakob Karol Parnas)가 발견한 엠덴-마이어호프-파르나스 경로이다. 엠덴, 마이어호프, 파르나스는 해당과정이 인체의 효율과 생산을 결정하는 중요한 과정임을 발견했다. 해당과정 경로의 중요성은 해당과정의 개별 단계를 확인함으로써 의사와 연구자들이 심한 빈혈로 이어질 수 있는 피루브산 키네이스 결핍증(pyruvate kinase deficiency)과 같은 대사 장애 부위를 정확하게 찾아낼 수 있다는 것이다. 이것은 세포와 생명체가 적절한 기능을 하는 대사 경로 없이는 생존할 수 없기 때문에 매우 중요하다.

## 기기의 발전 (20세기)
생화학은 특히 20세기 중반 이후에 크로마토그래피, X선 회절, NMR 분광학(nuclear magnetic resonance spectroscopy), 방사성 동위원소 표지, 전자 현미경 및 분자동역학 시뮬레이션과 같은 새로운 기술의 개발과 함께 발전했다. 이러한 기술은 해당과정 및 시트르산 회로와 같은 세포의 많은 분자와 대사 경로에 대한 발견과 상세한 분석을 가능하게 했다. NMR 기기의 예로 HWB-NMR과 같은 일부 기기의 경우 크기가 매우 커서 몇 백 달러에서 수 백만 달러의 비용이 든다는 것을 보여준다.

### 중합효소 연쇄 반응
중합효소 연쇄 반응(PCR)은 현대 생화학에 혁명을 일으킨 중요한 유전자 증폭 기술이다. 중합효소 연쇄 반응은 1983년 캐리 멀리스에 의해 개발되었다. 중합효소 연쇄 반응의 이론과 과정의 발전은 중요하지만 유전자 증폭기(thermal cycler)의 발명도 중요한데 이는 중합효소 연쇄 반응 과정이 유전자 증폭기 없이는 불가능하기 때문이다. 이것은 생화학과 같은 과학에서 근면한 연구 활동으로 인한 이론적인 개념의 발전과 더불어 기술의 발전도 역시 중요하다는 것을 의미한다.