biokimia muncul sebagai ilmu dinamis hanya dalam 100 tahun terakhir. Periode dari 1500-an ke 1800-an menunjukkan peningkatan yang cepat dalam memahami prinsip-prinsip kimia dasar seperti kinetika reaksi dan komposisi atom dari molekul. Banyak bahan kimia yang diproduksi dalam organisme hidup yang telah didentifikasi pada akhir abad ke -19. Sejak itu biokimia telah menjadi ilmu yang terorganisir dan biokimiawan telah mengelusidasi banyak proses kimia kehidupan. Pertumbuhan biokimia dan pengaruhnya pada ilmu lain akan berlanjut pada abad ke-21.
Pada tahun 1828, Fredrich Wohler mensintesis senyawa organik urea dengan memanas senyawa anorganik amonium sianat.
Hasil eksperimen ini menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa senyawa yang hanya ditemukan dalam makhluk hidup bisa disintesis dari zat anorganik biasa. Kita kini paham bahwa sintesis dari degradasi zat biologis mengikuti aturan kimia dan fisik yang sama seperti yang mendominasi dari luar biologi. Tidak ada proses khusus atau vital yang diperlukan untuk menjelaskan kehidupan pada level molekul. Banyak ilmuwan mulai mempelajari biokimia pada sintesis urea Wohler, meskipun masih 75 tahun lagi sebelum jurusan biokimia pertama didirikan di universitas.
Dua terobosan utama dalam sejarah biokimia dapat diketahui bahwa penemuan peran enzim sebagai katalis dan peran asam nukelat sebagai molekul pembawa informasi. Protein berukuran sangat besar dan asam nukleat membuat karakterisasinya sulit, tapi kita kini tahu banyak tentang bagaimana struktur berkaitan dengan fungsi biologisnya. Terobosan pertama - identifikasi enzim sebagai katalis reaksi biologis - berakhir dalam bagian ini dari riset Eduard buchner. Pada tahun 1897, Buchner menunjukkan bahwa ekstrak sel ragi bisa mengatalisis fermentasi glukosa menjadi alkohol dan karbondioksida. Telah dipercaya sebelumnya bahwa hanya sel hidup yang bisa mengatalisis reaksi biologis kompleks.
sifat katalis biologis dipelajari oleh rekan Buchner, emil Fischer. Fischer mempelajari efek katalis enzim ragi pada reaksi sederhana, hidrolisis (penguraian oleh air) sukrosa. Fischer mengusulkan bahwa selama katalis enzim dan reaktan atau substrat, bergabung untuk membentuk senyawa intermediet. Dia juga mengusulkan bahwa hanya molekul dengan struktur yang cocok bisa berperan sebagai substrat untuk enzim tertentu. Fischer menjelaskan enzim sebagai tempat kaku atau kunci dan substrat sebagai anak kunci. Periset kemudian juga menyadari bahwa hampir semua reaksi kehidupan dikatalis oleh enzim dan teori kunci dan anak kunci modifikasi tentang reaksi enzim tetap menjadi pusat biokimia modern.
Seperti yang akan kita bahas, katalis enzim menghasilkan hasil sangat tinggi dengan beberapa, jika ada, produk samping. Sebaliknya, banyak reaksi katalis dalam kimia organik disebut diterima dengan hasil 50% hingga 60%. Reaksi biokimia haruslah efisien karena produk samping bisa beracun bagi sel dan pembentukannya bisa memakan energi berharga. Tentu saja, sifat kunci lain dari katalis enzim yakni reaksi biologis yang terjadi jauh lebih cepat dari pada yang tanpa katalis.
Paruh kedua abad ke 20 menunjukkan peningkatan yang luar biasa dalam bidang struktur biologis, terutama struktur protein. struktur protein pertama dipecahkan pada tahun 1950-an dan 1960-an oleh ilmuwan di Universitas Cambridge, Inggris dipimpin oleh John C. Kendrew dan Max Perutz. Sejak itu, struktur tiga dimensi lebih dari 1000 protein telah ditentukan dan pemahaman kita akan biokimia kompleks protein telah sangat meningkat. Peningkatan cepat ini dimungkinkan oleh adanya komputer lebih besar dan lebih cepat dan piranti lunak baru yang bisa melakukan banyak perhitungan yang biasanya dilakukan dengan tangan menggunakan kalkulator sederhana. Banyak riset dalam biokimia modern tergantung pada komputer dan ini telah membuat sub-ilmu baru yang disebut bioinformatika.
Terobosan utama kedua dalam sejarah biokimia - identifikasi asam nukleat sebagai molekul informasi - datang setengah abad setelah eksperimen Buchner dan Fischer. Pada tahun 1944, Oswald Avery, Colin MAcLeod dan Maclyn McCarty mengekstrak asam deoksiribonukleat (DNA) dari strain beracun bakteri streptococcus pneumoniae dan mencampur DNA-nya dengan strain tak beracun organisme yang sama. Strain non-toksik kemudian ditransformasikan secara permanen menjadi strain toksik. eksperimen ini memberikan bukti konsklusif bahwa DNA adalah material genetik. Pada tahun 1953, James D. Watson dan Francis H. C. Crick mendedukasikan struktur tiga dimensi DNA bisa mereproduksi sendiri atau bereplikasi, sehingga mentransmisikan informasi biologis ke generasi berikutnya. Riset, selanjutnya menunjukkan bahwa informasi yang dikode dalam DNA ditranskripsikan ke asam ribonukleat (RNA) lalu ditranslasikan menjadi protein. Seperti diperkirakan Crick pada tahun 1958, aliran normal informasi ini dari asam nukleat ke protein tidak reversibel. Dia menunjukkan bahwa aliran informasi searah ini sebagai sentral dogma biologi molekul.
DNA ----------------> RNA -----------------> Protein
Penjelasan genetika pada level molekul asam nukleat adalah bagian dari ilmu biologi molekul dan biologi molekul adalah bagian dari ilmu biokimia. Untuk mengerti bagaimana asam nukleat menyimpan dan mentransmisikan informasi genetik, kita harus mengerti struktur asam nukleat dan perannya dalam mengode protein enzim yang mengkatalis sintesis dan degradasi biomolekul, termasuk asam nukleat sendiri. Kita akan menemukan bahwa banyak pelajaran biokimia didedikasikan untuk mempertimbangkan bagaimana enzim dan asam nuklead adalah pusat kimia kehidupan.
