Hoa sinh (tieng Anh: Biochemistry hay biological chemistry) la phan nganh nghien cuu cac qua trinh hoa hoc ben trong va lien quan toi sinh vat song. La mot phan nganh cua ca hoa hoc va sinh hoc, hoa sinh co the the đuoc chia lam ba linh vuc: sinh hoc cau truc, enzym va trao đoi chat. Suot nhung thap nien cuoi cua the ky 20, nganh hoa sinh đa thanh cong trong viec giai thich cac qua trinh song nho ba phan nganh ke tren. Hau het moi linh vuc cua cac mon khoa hoc su song đang đuoc kham pha va phat trien nho nghien cuu va phuong phap hoa sinh hoc. Hoa sinh chu trong vao von hieu biet ve co so hoa hoc cho phep nhung phan tu sinh hoc tao nen cac qua trinh xay trong te bao song va giua cac te bao, đoi lai lien quan mat thiet toi von hieu biet ve mo va co quan, cung nhu cau truc va chuc nang cua sinh vat. Hoa sinh co moi quan he mat thiet toi sinh hoc phan tu, nganh nghien cuu cac co che phan tu cua hien tuong sinh hoc.
Phan lon hoa sinh lien quan toi cac cau truc, lien ket, chuc nang, tuong tac cua nhung đai phan tu sinh hoc, chang han nhu protein, acid nucleic, carbohydrate va lipid. Chung cung cap cau truc cua te bao va thuc hien nhieu chuc nang lien quan toi su song. Mang hoa hoc cua te bao con phu thuoc vao phan ung cua nhung phan tu va ion nho. Chung co the la hop chat vo co (vi du nhu nuoc va ion kim loai) hoac huu co (vi du acid amin, chat đuoc dung đe tong hop cac protein). Nhung co che ma te bao su dung đe chuyen hoa nang luong tu moi truong thong qua cac phan ung hoa hoc đuoc goi la trao đoi chat. Nhung phat hien trong mon hoa sinh đuoc ung dung chu yeu trong y hoc, dinh duong va nong nghiep. Trong y hoc, cac nha hoa sinh nghien cuu nguyen nhan gay benh va cac lieu thuoc tri benh. Dinh duong thi nghien cuu cach duy tri suc khoe va the trang va ca nhung he qua cua kem dinh duong. Trong nong nghiep, cac nha hoa sinh nghien cuu đat va phan bon, ben canh đo la cac muc tieu cai thien canh tac, bao quan cay trong va kiem soat loai gay hai.


Lich su Theo đinh nghia bao ham tron ven nhat, hoa sinh co the đuoc xem la nganh nghien cuu cac thanh phan va cau tao cua sinh vat, cach chung ket hop voi nhau đe tro thanh su song. Theo nghia nay, do đo lich su hoa sinh co the truy nguoc ve thoi Hy Lap co đai. Tuy nhien, hoa sinh duoi dang mot phan nganh khoa hoc chuyen biet bat đau vao khoang the ky 19 (hoac som hon mot chut), phu thuoc vao khia canh nao ma hoa sinh đang chu trong toi. Mot so nguoi cho rang khoi đau cua hoa sinh co the la phat hien enzyme đau tien, diastase (nay đuoc goi la amylase) cua Anselme Payen vao nam 1833, trong khi mot bo phan khac xem man trinh bay mot qua trinh len men ruou hoa sinh phuc tap cua Eduard Buchner trong cac chiet xuat khong te bao vao nam 1897 la su ra đoi cua hoa sinh. Mot so nguoi khac cung chi ra rang hoa sinh khoi đau bang mot cong trinh giau anh huong cua Justus von Liebig vao nam 1842, Animal chemistry, or, Organic chemistry in its applications to physiology and pathology - tac pham trinh bay ly thuyet hoa hoc ve trao đoi chat, hay tham chi som hon nua la nhung nghien cuu ve len men va ho hap cua Antoine Lavoisier vao the ky 18. Nhieu nha tien phong trong mang hoa sinh đa giup tang phuc tap cua hoa sinh va ho đuoc xem la nhung nguoi đat nen mong cho hoa sinh hien đai. Emil Fischer (tac gia nghien cuu hoa hoc cua protein) va F. Gowland Hopkins (tac gia nghien cuu enzyme va ban chat đong luc hoc cua hoa sinh) la hai vi du đai dien cho hoa sinh thoi ki đau.
Ban than thuat ngu "biochemistry" (hoa sinh) xuat phat tu su ket hop giua sinh hoc va hoa hoc. Nam 1877, Felix Hoppe-Seyler su dung thuat ngu (biochemie trong tieng Đuc) nhu mot tu đong nghia voi hoa sinh ly trong phan loi tua đau cho so đau tien cua Zeitschrift fur Physiologische Chemie (Tap chi hoa sinh ly hoc), noi ong lap luan cho viec thanh lap cac vien nghien cuu danh rieng cho linh vuc nay. Tuy nhien nha hoa hoc nguoi Đuc Carl Neuberg thuong đuoc xem la nguoi đat ra tu nay vao nam 1903, trong khi ay mot so nguoi lai ghi cong cho Franz Hofmeister.

Nguoi ta thuong tin rang su song va cac vat chat co mot so thuoc tinh hoac chat thiet yeu (thuong đuoc xem la "sinh luc luan"), khac voi bat ki thu gi đuoc tim thay o vat the khong song, va nguoi ta cho rang chi vat the song moi co the tao ra cac phan tu cua su song. Nam 1828, Friedrich Wohler xuat ban mot bai bao ve qua trinh tong hop ure tinh co cua ong tu potassium cyanat va ammonium sulfat; mot so nguoi coi đay la ban đap đo truc tiep len sinh luc luan va thanh lap nen hoa hoc huu co. Tuy nhien, phep tong hop cua Wohler gay tranh cai vi mot so nguoi bac bo cai chet cua sinh luc luan tren ban tay ong. Ke tu ay, hoa sinh đa tien bo vuot bac, đac biet tu giua the ky 20, voi su phat trien cua nhung ky thuat moi nhu sac ky, tinh the hoc tia X, phep đo giao thoa phan cuc kep, quang pho NMR, dan nhan đong vi, dung kinh hien vi đien tu va mo phong đong luc hoc phan tu. Nhung ky thuat nay cho phep kham pha va phan tich chi tiet nhieu phan tu va cac con đuong trao đoi chat cua te bao, vi du nhu đuong phan va chu trinh Krebs (chu trinh acid citric), va dan toi von hieu biet hoa sinh o cap đo phan tu.
Mot su kien buoc ngoat khac trong lich su hoa sinh la viec kham pha ra gen va vai tro cua no trong viec truyen thong tin trong te bao. O thap nien 1950, James D. Watson, Francis Crick, Rosalind Franklin va Maurice Wilkins la nhung nguoi co cong trong viec giai cau truc DNA va trinh bay moi quan he cua no voi van chuyen thong tin di truyen. Nam 1958, George Beadle va Edward Tatum nhan giai Nobel vi cong trinh nghien cuu nam the hien mot gen tao ra mot enzym. Nam 1988, Colin Pitchfork la nguoi đau tien bi ket toi am sat bang bang chung DNA, dan toi su phat trien cua nganh khoa hoc phap y. Gan đay hon, Andrew Z. Fire va Craig C. Mello nhan giai Nobel 2006 vi phat hien ra vai tro can thiep RNA (RNAi), trong viec lam vo hieu bieu hien gen.


Nguyen vat lieu khoi đau: nhung nguyen to hoa hoc cua su song Khoang hai ta nguyen to hoa hoc la thiet yeu voi nhieu kieu song sinh hoc. Hau het cac nguyen to hiem tren Trai Đat khong can thiet đoi voi su song (ngoai tru seleni va iod), trong khi mot so it loai nguyen to thong thuong (nhom va titani) khong đuoc dung đen. Hau het sinh vat co chung nhu cau dung toi nguyen to, song co mot so it khac biet giua thuc vat va đong vat. Vi du, tao bien su dung brom, nhung thuc vat tren can va đong vat duong nhu khong can toi nguyen to ay. Tat ca đong vat đeu can natri, nhung mot vai thuc vat thi khong. Thuc vat can đen bor va silic, nhung thuc vat co the khong can (hoac co the can mot luong rat it).
Chi co 6 nguyen to—carbon, hydro, nitro, oxy, calci va phosphor—chiem gan 99% khoi luong te bao song, tinh ca nhung te bao o co the nguoi (xem danh sach hoan chinh o bai thanh phan co the nguoi). Ngoai 6 nguyen to chinh cau thanh nen phan lon co the nguoi, thi con nguoi can toi mot luong nho gom 18 nguyen to tro len.


Phan tu sinh hoc 4 lop phan tu chinh trong nganh hoa sinh (thuong goi la phan tu sinh hoc) la carbohydrat, lipid, protein va acid nucleic. Nhieu phan tu sinh hoc la cac polymer: theo thuat ngu nay, monomer la nhung đai phan tu tuong đoi nho lien ket voi nhau đe tao ra đai phan tu lon con goi la cac polymer. Khi cac monomer lien ket voi nhau đe tong hop mot polymer sinh hoc, chung trai qua mot qua trinh goi la tong hop khu nuoc. Nhung đai phan tu khac nhau co the tap hop o cac phuc hop to hon, thuong đe phuc vu hoat tinh sinh hoc.


= Carbohydrate =

Hai trong so nhung chuc nang chinh cua carbohydrat la du tru nang luong va cung cap cau truc. Mot trong nhung loai đuong pho bien nhat, glucose la carbohydrat, nhung khong phai tat ca carbohydrat đeu la đuong. Co nhieu carbohydrat tren Trai Đat hon bat ki loai phan tu sinh hoc nao đuoc biet toi; chung đuoc dung đe du tru nang luong va thong tin di truyen, cung nhu đong vai tro quan trong trong cac tuong tac va lien he cua te bao.
Loai carbohydrat đon gian nhat la monosaccharide, voi đac tinh chua carbon, hydro va oxyg, chu yeu theo ty le 1:2:1 (cong thuc tong quat la CnH2nOn, n it nhat tu 3 tro len). Glucose  (C6H12O6) la mot trong nhung carbohydrat quan trong nhat; nhung loai khac gom fructose (C6H12O6) – loai đuong thuong lien quan toi vi ngot cua trai cay, va deoxyribose (C5H10O4), mot thanh phan cua DNA. Mot monosaccharide co the chuyen đoi giua dang mach ho va mach vong. Dang mach ho co the bien thanh mot vong nguyen tu carbon, voi cau noi la mot nguyen tu oxygen đuoc tao ra tu nhom chuc carbonyl cua nguyen tu cuoi va nhom hydroxyl cua mot nguyen tu nua. Phan tu mach vong mang nhom chuc hemiacetal hoac hemiketal, phu thuoc vao dang mach thang la mot aldose hay mot ketose.
O nhung dang mach vong nay, vong thuong co 5 hoac 6 nguyen tu. Nhung dang nay đuoc goi la furanose va pyranose — lan luot tuong đuong voi furan va pyran, nhung hop chat đon gian nhat cung mang vong carbon-oxy (mac du chung thieu lien ket đoi carbon-carbon cua hai phan tu nay). Vi du, aldohexose glucose co the hinh thanh mot lien ket hemiacetal giua nhom hydroxyl tren carbon 1 va oxy tren carbon 4, tao ra phan tu mang vong 5-canh, goi la glucofuranose. Phan ung tuong tu co the xay ra giua cac carbon 1 va 5 đe hinh thanh nen mot phan tu mang vong 6-canh, goi la glucopyranose. Nhung dang mach vong co 7-canh goi la heptoses thi hiem.


= Lipid =

Lipid tap hop mot luong lon phan tu va o muc đo nao đay la chat xuc tac đoi voi cac hop chat khong tan trong nuoc hoac phi phan cuc co nguon goc sinh hoc, bao gom sap, acid beo, phospholipid, sphingolipid, glycolipid va terpenoid bat nguon tu acid beo (vi du, retinoid va steroid). Mot so lipid la cac phan tu khong vong, mach ho va thang, trong khi so khac co cau truc mach vong. Mot vai la chat thom (mang cau truc mach vong va mach thang) trong khi so khac thi khong. Mot so chat thi ling hoat, trong khi so khac thi co đinh.
Lipid thuong đuoc lam mot phan tu glycerol ket hop voi cac phan tu khac. Trong triglyceride (nhom chinh cua lipid lon), co mot phan tu glycerol va ba acid beo. Trong truong hop ay, cac acid beo đuoc xem la monomer, va co the la hop chat bao hoa (khong lien ket đoi trong chuoi carbon) hoac khong bao hoa (mot hoac nhieu lien ket đoi trong chuoi carbon).
Hau het lipid co vai đac tinh phan cuc ngoai đa phan la phi phan cuc. Nhin chung, so luong lon cau truc cua chung la phi phan cuc hoac la chat ki nuoc, tuc la no khong tuong tac tot voi cac dung moi phan cuc nhu nuoc. Phan khac trong cau truc cua chung la phan cuc hoac chat ua nuoc va se co xu huong lien ket voi cac dung moi phan cuc nhu nuoc. Đieu nay bien chung thanh cac phan tu luong phan (tuc co ca phan ua nuoc lan ki nuoc). Trong truong hop cua cholesterol, nhom phan cuc chi la –OH (hydroxyl hoac alcohol). Trong truong hop cua phospholipid, nhom phan cuc lon hon đang ke va co tinh phan cuc hon.


= Protein =

Protein la nhung phan tu rat lon—đai-polymer sinh hoc—đuoc tao ra tu nhung monomer la amino acid. Mot amino acid tap hop gom mot nguyen tu alpha carbon gan voi mot nhom amino, –NH2, mot nhom carboxylic acid, –COOH (mac du chung toi tai duoi dang –NH3+ va –COO− trong đieu kien sinh ly), mot nguyen tu hydro đon gian, va mot nhanh ben ghi la "–R". Nhanh ben "R" khac nhau voi tung amino acid von co toi 20 nhom chuan. Chinh nhom "R" nay lam tung amino acid khac biet, va đac tinh cua cac nhanh ben co anh huong rat lon toi hinh dang ba chieu cua mot protein. Mot vai amino acid tu mang chuc nang hoac o dang bien đoi; vi du, chuc nang cua glutamic la mot chat dan truyen than kinh quan trong. Nhung amino acid co the tuong tac thong qua mot lien ket peptide. Trong phep tong hop khu nuoc nay, mot phan tu nuoc bi loai bo va lien ket peptide ket noi nito cua mot nhom amino thuoc amino toi carbon thuoc nhom acid carboxylic cua mot amino acid khac. Phan tu ra đoi đuoc goi la mot dipeptide, con cac đoan ngan cua amino acid (thong thuong tu 30 tro xuong) đuoc goi la cac peptide hay polypeptide. Nhung đoan dai hon thi đuoc chon lam cac protein chu đao. Lay vi du, albumin protein huyet tuong chua 585 goc amino acid.


Tham khao = Sach tham khao =


Đoc them Lien ket ngoai Tu lieu lien quan toi Biochemistry tai Wikimedia Commons
"Biochemical Society". Ban goc luu tru ngay 22 thang 5 nam 2016. Truy cap ngay 17 thang 5 nam 2016.
The Virtual Library of Biochemistry and Cell Biology
Biochemistry, 5th ed. Full text of Berg, Tymoczko, and Stryer, courtesy of NCBI.
SystemsX.ch - The Swiss Initiative in Systems Biology
Full text of Biochemistry by Kevin and Indira, an introductory biochemistry textbook.