Biochemie: eine Einführung ; 22 Tabellen
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| Format: | Book |
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| Published: |
Berlin u.a.
Springer
1991
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| Edition: | 2., überarb. und erw. Aufl. |
| Series: | Springer-Lehrbuch
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| adam_text | INHALT
1. GESETZMAESSIGKEIT BIOCHEMISCHER SYSTEME UND DETERMINATION IHRER
EVOLUTION 1
1.1 ALLGEMEINE FRAGEN 1
1.2 WAS SIND LEBENDE SYSTEME? 1
1.3 GIBT ES *EXOTISCHE BIOCHEMIEN? 2
1.4 URSPRUNG DES LEBENS 4
1.4.1 ALLGEMEINE DARSTELLUNG DER CHEMISCHEN UND PRAEBIOTISCHEN
EVOLUTION 4
1.4.2 MIKROFOSSILIEN IN SEDIMENTGESTEINEN DES PRAECAMBRIUMS 4
1.4.3 UMWELTBEDINGUNGEN VOR MEHR ALS DREI MILLIARDEN JAHREN 5
1.4.4 AUSGANGSMATERIAL FUER DIE CHEMISCHE EVOLUTION 6
1.4.5 LABORATORIUMSVERSUCHE ZUR BILDUNG VON KLEINEN MOLEKUELEN ... 7
1.4.6 URSPRUNG DER OPTISCHEN AKTIVITAET 9
1.4.7 PRAEBIOTISCHE POLYMERE UND DER URSPRUNG
DER BIOLOGISCHEN INFORMATION 9
1.4.8 SELBSTORGANISATION ZU PRAEZELLEN? 10
1.4.9 WEITERE FRAGEN 10
1.5 GRUNDSAETZE BIOCHEMISCHER REAKTIONEN 11
1.6 AUFGABEN 13
2. TOPOLOGIE DER ZELLE 15
2.1 ALLGEMEINES 15
2.2 ZELLMEMBRANEN 15
2.3 PROKARYOTISCHE ZELLE 17
2.4 EUKARYOTISCHE ZELLE 18
2.5 FRAKTIONIEMNG DER ZELLBESTANDTEILE 22
2.6 STOFFTRANSPORT DURCH MEMBRANEN 23
2.7 VIREN UND PHAGEN 26
2.8 AUFGABEN 27
3. EIGENSCHAFTEN DER AMINOSAEUREN UND PEPTIDE 29
3.1 AMINOSAEUREN 29
3.1.1 CHIRALITAET 29
3.1.2 ZWITTERIONENSTRUKTUR 30
3.1.2.1 PK-WERTE 30
3.1.2.2 ISOELEKTRISCHE PUNKTE UND TITRATIONSKURVEN 31
3.1.3 WEITERE ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN DER AMINOSAEUREN 33
3.1.3.1 NINHYDRIN-REAKTION 33
3.1.3.2 KONSEQUENZEN DER ZWITTERIONENSTRUKTUR 33
3.1.3.3 REAKTIONEN DER CARBOXYLGRUPPE 34
3.1.3.4 REAKTIONEN DER AMINOGRUPPE 34
3.1.3.5 REAKTIONEN DER SEITENGRUPPE R 34
X INHALT
3.1.3.6 UV-ABSORPTION DER AMINOSAEUREN 34
3.1.4 EINTEILUNG DER AMINOSAEUREN 34
3.1.5 DIE EINZELNEN AMINOSAEUREN 35
3.1.6 ANALYTISCHE TRENNUNG UND BESTIMMUNG DER AMINOSAEUREN 37
3.2 PEPTIDE 39
3.2.1 BILDUNG DER PEPTIDBINDUNG 39
3.2.2 SAEURE-BASEN-EIGENSCHAFTEN DER PEPTIDE 39
3.2.3 NATUERLICH VORKOMMENDE PEPTIDE 40
3.2.4 BESTIMMUNG DER AMINOSAEURESEQUENZ IN PEPTIDKETTEN 42
3.2.5 CHEMISCHE SYNTHESEN VON PEPTIDEN 46
3.3 AUFGABEN 46
4. STRUKTUR UND EIGENSCHAFTEN DER PROTEINE 47
4.1 STRUKTUR DER PROTEINE 47
4.1.1 AMINOSAEURESEQUENZEN IN PROTEINEN 48
4.1.2 HELIX- UND FALTBLATTSTRUKTUREN (SEKUNDAERSTRUKTUR) 49
4.1.3 WEITERE FALTUNGEN DER POLYPEPTIDKETTE (TERTIAERSTRUKTUR) 51
4.1.4 BINDUNGEN ZUR STABILISIERUNG DER KETTENKONFORMATION 52
4.1.4.1 DISULFIDBRUECKE 53
4.1.4.2 WASSERSTOFFBRUECKE 53
4.1.4.3 HYDROPHOBE WECHSELWIRKUNGEN (BINDUNGEN) 54
4.1.4.4 ELEKTROSTATISCHE BINDUNGEN 55
4.1.5 QUARTAER- ODER UNTEREINHEITENSTRUKTUR 55
4.2 WEITERE EIGENSCHAFTEN DER PROTEINE 58
4.2.1 MOLEKUELMASSEN UND IHRE BESTIMMUNG 58
4.2.1.1 ERMITTLUNG DER MOLEKUELMASSE AUS ANALYTISCHEN DATEN 58
4.2.1.2 OSMOTISCHER DRUCK UND MOLEKUELMASSE 58
4.2.1.3 SEDIMENTATIONSKONSTANTEN UND MOLEKUELMASSE 59
4.2A .4 GELFILTRATION UND MOLEKUELMASSE 59
4.2.1.5 WEITERE METHODEN ZUR MOLEKUELMASSENBESTIMMUNG 60
4.2.2 ELEKTROCHEMISCHE EIGENSCHAFTEN 60
4.2.3 KOLLOIDCHEMISCHE EIGENSCHAFTEN 61
4.2.4 OPTISCHE EIGENSCHAFTEN 62
4.2.5 IMMUNOLOGISCHE CHARAKTERISIERUNG 62
4.2.6 BIOLOGISCHE AKTIVITAET DER PROTEINE 63
4.3 REINDARSTELLUNG DER PROTEINE 63
4.4 AUFGABEN 65
5. ENZYME UND BIOKATALYSE 67
5.1 ALLGEMEINES 67
5.2 KATALYSE, KOPPLUNG VON REAKTIONEN UND FLIESSGLEICHGEWICHTE . . 67
5.3 EINFACHE ENZYMKINETIK 69
5.4 PH-ABHAENGIGKEIT DER ENZYMAKTIVITAET 71
5.5 TEMPERATURABHAENGIGKEIT DER ENZYMAKTIVITAET 72
5.6 ENZYMHEMMUNGEN 72
5.6.1 ABHAENGIGKEIT DER ENZYMAKTIVITAET VON DER SUBSTRAT- ODER
PRODUKTKONZENTRATION 72
5.6.2 KOMPETITIVE HEMMUNG 72
5.6.3 ALLOSTERISCHE HEMMUNG ODER AKTIVIERUNG 73
5.6.4 WEITERE HEMMTYPEN 73
INHALT XI
5.7 MECHANISMUS DER ENZYMKATALYSE 74
5.8 NOMENKLATUR UND EINTEILUNG DER ENZYME 75
5.9 AUFGABEN 76
6. COENZYME UND VITAMINE 77
6.1 ALLGEMEINES 77
6.2 COENZYME DER OXIDOREDUKTION 77
6.2.1 NICOTINAMIDNUCLEOTIDE 77
6.2.2 FLAVINNUCLEOTIDE 80
6.2.3 WEITERE COENZYME VON OXIDOREDUCTASEN 82
6.2.3.1 LIPONSAEURE 82
6.2.3.2 HAEMIN 82
6.2.3.3 EISEN-SCHWEFEL-PROTEINE 84
6.2.3.4 CHINONE 84
6.3 ENERGIEREICHE PHOSPHATE 84
6.3.1 NUCLEOSIDPHOSPHATE 84
6.3.2 WEITERE ENERGIEREICHE PHOSPHATE 87
6.4 COENZYME DER UEBERTRAGUNG VON CJ-FRAGMENTEN 88
6.4.1 5-ADENOSYLMETHIONIN ALS METHYL-DONATOR 88
6.4.2 TETRAHYDROFOLSAEURE 88
6.4.3 BIOTIN 90
6.5 COENZYME DER UEBERTRAGUNG VON C
2
-FRAGMENTEN 91
6.5.1 THIAMINDIPHOSPHAT 92
6.5.2 COENZYM A 92
6.6 PYRIDOXALPHOSPHAT 94
6.7 VITAMIN B
12
UND DA-COBALAMIN 95
6.8 WEITERE COENZYME BZW. COFAKTOREN 95
6.9 VITAMINE 96
6.9.1 FETTLOESLICHE VITAMINE 97
6.9.2 WASSERLOESLICHE VITAMINE 99
6.10 AUFGABEN 100
7. KOHLENHYDRATE UND IHR STOFFWECHSEL 101
7.1 BEMERKUNGEN ZUR CHEMIE DER KOHLENHYDRATE 101
7.2 ANAEROBER GLUCOSESTOFFWECHSEL 103
7.2.1 ALLGEMEINES 103
7.2.2 ANAEROBER GLUCOSEABBAU UND GLUCONEOGENESE 104
7.3 WEITERE FORMEN DES ANAEROBEN MONOSACCHARIDSTOFFWECHSELS ... 110
7.3.1 ANAEROBER ABBAU WEITERER HEXOSEN 110
7.3.2 ANAEROBE UMWANDLUNG VON MONOSACCHARIDEN INEINANDER .... 111
7.3.3 WEITERE GAERUNGSFORMEN 113
7.4 OXIDATIVER GLUCOSEABBAU 114
7.5 OLIGO- UND POLYSACCHARIDE UND IHR STOFFWECHSEL 114
7.5.1 ALLGEMEINES 114
7.5.2 SPALTUNG DER OLIGO- UND POLYSACCHARIDE 118
7.5.3 BIOSYNTHESE DER OLIGO- UND POLYSACCHARIDE 120
7.6 REGULATION DES KOHLENHYDRATSTOFFWECHSELS
UND SEINE INTEGRATION IN DEN GESAMTSTOFFWECHSEL 122
7.7 PHOTOSYNTHETISCHE BILDUNG DER ZUCKER 122
7.7.1 LICHT- UND DUNKELREAKTION 122
XII INHALT
7.7.2 PHOTOSYNTHETISCHE BILDUNG DER GLUCOSE (CALVIN-CYCLUS) 122
7.7.3 PHOTOATMUNG 124
7.7.4 HATCH-SLACK-WEG 125
7.8 AUFGABEN 126
8. OXIDATIVER ENDABBAU UND ATP-SYNTHESE 129
8.1 ALLGEMEINES 129
8.2 ABBAU DER A-OXOSAEUREN 129
8.3 ABBAU DES ACETATS 132
8.3.1 CITRAT-CYCLUS 132
8.3.2 GLYOXYLAT-CYCLUS 136
8.4 ATMUNGSKETTENPHOSPHORYLIERUNG 137
8.5 LICHTREAKTIONEN DER PHOTOSYNTHESE
(PHOTOPHOSPHORYLIERUNG, NADPH-BILDUNG, PHOTOATMUNG) ... 141
8.5.1 CHLOROPLASTEN 141
8.5.2 PHOTOSYNTHETISCHE PIGMENTE 142
8.5.3 PHOTOCHEMISCHER PRIMAERPROZESS 142
8.6 AUFGABEN 146
9. LIPIDE UND IHR STOFFWECHSEL 147
9.1 ZUR CHEMIE DER LIPIDE 147
9.2 ALLGEMEINES ZUR BIOCHEMIE DER LIPIDE 149
9.3 OXIDATION DER FETTSAEUREN 150
9.3.1 TRANSPORT DER FETTSAEUREN IN DIE MITOCHONDRIEN 150
9.3.2 ABBAU GERADKETTIGER GESAETTIGTER FETTSAEUREN 151
9.3.3 ABBAU VERZWEIGTER FETTSAEUREN 152
9.3.4 ABBAU UNGESAETTIGTER FETTSAEUREN 154
9.4 SYNTHESE DER LIPIDE 154
9.4.1 SYNTHESE DER FETTSAEUREN 154
9.4.2 SYNTHESE DER GLYCERIDE UND PHOSPHATIDE 158
9.4.2.1 SYNTHESE DER GLYCERIDE 158
9.4.2.2 SYNTHESE DER PHOSPHATIDE (PHOSPHOGLYCERIDE) 159
9.5 AUFGABEN 161
10. ABBAU DER PROTEINE UND STOFFWECHSEL DER AMINOSAEUREN 163
10.1 SPALTUNG DER PROTEINE UND RESORPTION DER AMINOSAEUREN 163
10.2 ABBAU DER AMINOSAEUREN 165
10.2.1 TRANSAMINIERUNGEN 165
10.2.2 OXIDATIVE DESAMINIERUNGEN 166
10.2.3 TERMINALE AUSSCHEIDUNG DES AMINOSTICKSTOFFS 167
10.2.4 ABBAUWEGE FUER AMINOSAEUREN 169
10.2.4.1 ABBAU ZU ACETYL-COA 169
10.2.4.2 ABBAU ZU SUCCINAT 171
10.2.4.3 ABBAU ZU A-OXOGLUTARAT 173
10.2.4.4 ABBAU ZU OXALACETAT 174
10.2.4.5 DECARBOXYLIERUNG VON AMINOSAEUREN 174
10.3 PATHOLOGISCHE STOERUNGEN DES AMINOSAEUREABBAUS 175
10.4 BIOSYNTHESE DER AMINOSAEUREN 176
10.5 AMINOSAEUREN ALS VORSTUFE FUER WEITERE SYNTHESEN 178
10.6 AUFGABEN 180
INHALT XIII
11. NUCLEINSAEUREN UND PROTEINBIOSYNTHESE 181
11.1 BAUSTEINE DER NUCLEINSAEUREN UND IHR STOFFWECHSEL 181
11.1.1 BAUSTEINE DER NUCLEINSAEUREN 181
11.1.2 STOFFWECHSEL DER PURINNUCLEOTIDE 182
11.1.2.1 SYNTHESE 182
11.1.2.2 ABBAU 184
11.1.3 STOFFWECHSEL DER PYRIMIDINNUCLEOSIDE 185
11.1.3.1 SYNTHESE 185
11.1.3.2 ABBAU 187
11.2 STRUKTUR DER NUCLEINSAEUREN UND CHROMOSOMEN 187
11.2.1 STRUKTUR DER DEOXYRIBONUCLEINSAEUREN (DNA) 187
11.2.2 DIE CHROMOSOMENSTRUKTUR 190
11.2.3 STRUKTUR DER RIBONUCLEINSAEUREN 191
11.3 FUNKTION, BIOSYNTHESE UND ABBAU DER NUCLEINSAEUREN 193
11.3.1 FUNKTION, BIOSYNTHESE, REKOMBINATION UND ABBAU DER DNA . 193
11.3.2 BIOSYNTHESE UND ABBAU DER RNA 196
11.4 PROTEINBIOSYNTHESE 199
11.4.1 AKTIVIERUNG DER AMINOSAEUREN 199
11.4.2 TEILSCHRITTE DER RIBOSOMALEN PROTEINSYNTHESE 199
11.4.2.1 RIBOSOMEN 199
11.4.2.2 STARTREAKTION 200
11.4.2.3 KETTENVERLAENGERUNG (ELONGATION) 201
11.4.2.4 KETTENABBRUCH (TERMINATION) 201
11.4.2.5 POLYSOMEN 204
11.4.3 PROTEINPROZESSIEREN UND TRANSPORT 204
11.4.4 INHIBITION UND REGULATION DER PROTEINBIOSYNTHESE 206
11.4.4.1 INHIBITOREN DER PROTEINBIOSYNTHESE 206
11.4.4.2 REGULATION VON PROTEINBIOSYNTHESE UND GENEXPRESSION 207
11.5 GENETISCHER CODE 209
11.5.1 ENTZIFFERUNG DES GENETISCHEN CODES 209
11.5.2 MUTATIONEN 211
11.6 NICHT-RIBOSOMALE PEPTIDSYNTHESEN UND BIOLOGISCHER
INFORMATIONSFLUSS 212
11.7 AUFGABEN 213
12. REGULATION UND INTEGRATION DES STOFFWECHSELS 215
12.1 PRINZIPIEN DER GEGENSEITIGEN KONTROLLE ENZYMATISCHER PROZESSE . 215
12.1.1 KOMPARTIMENTIERUNG 215
12.1.2 EINFACHE KONTROLLE DURCH DAS SUBSTRATANGEBOT 215
12.1.3 ALLOSTERISCHE KONTROLLE 216
12.1.4 KONTROLLE DURCH ENZYMMODIFIZIERUNG 216
12.1.5 KONTROLLE DURCH ENZYMSYNTHESE 217
12.2 PRINZIPIEN DER NERVOESEN UND HORMONALEN REGULATION 217
12.2.1 KONTROLLE DER AUSSCHEIDUNG WICHTIGER HORMONE 217
12.2.2 PRINZIPIEN DER WIRKUNG VON HORMONEN AUF DEN ZELLSTOFFWECHSEL 218
12.2.2.1 MEMBRANGEBUNDENE HORMONREZEPTOREN 219
12.2.2.2 HORMONREZEPTOREN DES CYTOPLASMAS 221
12.3 INTEGRATION EINZELNER STOFFWECHSELPROZESSE 222
12.3.1 INTEGRATION VON CITRAT-CYCLUS, ATMUNGSKETTENPHOSPHORYLIERUNG
UND GLYCOLYSE 222
XIV INHALT
12.3.2 INTEGRATION VON FETTSAEURESYNTHESE, GLUCONEOGENESE UND
MITOCHONDRIENFUNKTION 225
12.3.3 INTEGRATION DES STOFFWECHSELS DER PROTEINE UND AMINOSAEUREN
SOWIE DER NUCLEINSAEUREN UND IHRER BAUSTEINE 225
12.3.4 REGULATION DES NAD(P)H/NAD(P)
+
-VERHAELTNISSES 225
12.3.5 REGULATION DES ATP/ADP-VERHAELTNISSES 228
12.4 ZUSAMMENWIRKEN VON GEWEBEN UND ORGANEN 229
12.4.1 WECHSELBEZIEHUNGEN ZWISCHEN VERDAUUNGSTRAKT, LEBER,
MUSKELGEWEBE, FETTGEWEBE UND GEHIRN 229
12.4.2 AUSSCHEIDUNG VON ENDPRODUKTEN DES STOFFWECHSELS 231
12.4.3 MECHANISCHE FUNKTIONEN DER MUSKULATUR 231
12.4.4 BIOCHEMISCHE ASPEKTE DER FUNKTION DES NERVENSYSTEMS 232
12.5 AUFGABEN 233
13. ANHANG 235
13.1 VERZEICHNIS WICHTIGER ABKUERZUNGEN UND CODE-BUCHSTABEN .... 235
13.2 ZEITTAFEL WICHTIGER BIOCHEMISCHER ENTDECKUNGEN DER NEUZEIT . . 237
13.3 NATURKONSTANTEN, EINHEITEN UND IHRE UMRECHNUNG 239
13.4 LOESUNGEN 241
13.5 LITERATUR 243
SACHREGISTER 245
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