Без преувеличения можно сказать, что главным «подопытным животным» в биохимии и микробиологии служит микроорганизм, который называется по-латыни Echerichia coli (Ешерихия коли). Для простоты учёные её называют «еколи». Это известная кишечная палочка — один из самых распространённых и легко культивируемых микроорганизмов. За короткое время на очень простых питательных средах, таких, как мясной бульон, можно вырастить многие миллиарды «еколи». Поэтому-то очень легко изучать их химический состав.
Оказалось, что 70 процентов веса высушенной клетки «еколи» составляют белки, 15 процентов — нуклеиновые кислоты, 10 процентов — липиды и 5 — полисахариды.
Главные труженики клетки — белки. Ни один процесс, происходящий в живой клетке, не обходится без участия белков. Голландский учёный Мюльдер первый предугадал их центральную роль в жизненных процессах и назвал эти соединения в 1838 году протеинами (от греческого слова «протос» — первичный). В течение последующих ста пятидесяти лет многие учёные проявляли большой интерес к исследованию белков, и поэтому к настоящему времени об их сложной структуре и функциях известно довольно много.
В каждой живой клетке ежесекундно протекают сотни химических реакций. Однако вряд ли хоть одна из них осуществилась, если бы в них не участвовали биологические катализаторы — вещества, которые увеличивают скорость реакций в сотни тысяч раз, а сами при этом остаются неизменными.
В неорганической химии катализаторы, обычно такие металлы, как железо, никель, платина, широко используются для получения промышленно важных соединений. Однако эффективность металлов как катализаторов не идёт ни в какое сравнение с эффективностью биокатализаторов. Они называются ферментами, а все ферменты — белки.
Это отнюдь не означает обратного, что все белки — ферменты. Белки используются природой в качестве строительного материала тканей: кожи, сухожилий, мышц, нервных волокон. Волосы и ногти, например, почти полностью состоят из белковых материалов, длинных волокнистых структур.
Центральную роль в любом организме играют ферменты. Без них остановилась бы жизнь, все реакции в клетке настолько бы замедлились, что организм не сумел бы, например, своевременно удалять непрерывно накапливающиеся в нём ядовитые вещества.