体外研究可能会忽略分子间的重要相互作用
理解生物过程的一种方法是在体外（来自拉丁文，意思是 "在玻璃中"--在试管中）研究纯化的分子，而不受完整细胞中其他分子的干扰——即在体内（来自拉丁文，意思是“在活体中”）。尽管这种方法非常有启发性，但我们必须记住，细胞的内部与试管的内部是完全不同的。通过纯化消除的“干扰”成分可能对被纯化分子的生物功能或调节至关重要。例如，纯酶的体外研究通常在充分搅拌的水溶液中以非常低的酶浓度进行。在细胞中，一种酶与数千种其他蛋白质溶解或悬浮在凝胶状细胞质中，其中一些蛋白质与该酶结合并影响其活性。有些酶是多酶复合物的组成部分，其中反应物从一种酶传递到另一种酶，从未进入bulk solvent。当细胞中所有已知的大分子都以其已知的尺寸和浓度表示时，很明显，细胞质非常拥挤，必须通过与其他大结构的碰撞来减缓大分子在细胞质中的扩散。简而言之，一个特定的分子在细胞中的行为可能与它在体外的行为完全不同。生物化学的一个核心挑战是理解细胞组织和大分子结合对单个酶和其他生物分子功能的影响——理解体内和体外的功能。
拥挤的细胞
细胞基础篇小结
SUMMARY 1.1 Cellular Foundations
> 所有细胞都有某些基本特性：它们被质膜所束缚；含有代谢物、辅酶、无机离子和酶的细胞质；在类核（细菌和古细菌）或细胞核（真核生物）中包含一组基因。
> 细胞的大小受限于向细胞各部分输送氧气的需要。
> 通过比较它们的DNA序列，研究人员可以将生物分为三个领域：细菌、古细菌和真核生物。古细菌和真核生物之间的关系比细菌更为密切。
> 所有生物都需要一种能量来进行细胞工作。光能营养型生物从阳光中获取能量；化能营养型生物从化学燃料的氧化中获取能量。
> 细菌和古细菌的细胞包含细胞质、类核和质粒，所有这些都在细胞膜内。
> 真核生物包含一个细胞核和各种具有特殊功能的膜性细胞器，可以在分离的细胞器中进行研究。
> 细胞骨架蛋白聚集成长纤维，赋予细胞形状和硬度，并充当细胞器在细胞内移动的轨道。以膜为界的腔室构成一个相互连接的动态内膜系统。
> 由非共价相互作用连接在一起的超分子复合物是一个层次结构的一部分，有些结构在光学显微镜下可见。
> 在体外研究分离的细胞成分可以简化实验系统，但这种研究可能会忽略活细胞中发生的重要相互作用。
Principles of Biochemistry
