Kurzlehrbuch Biochemie: 80 Tabellen
Gespeichert in:
| Hauptverfasser: | , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart [u.a.]
Thieme
2007
|
| Ausgabe: | 2., überarb. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIII, 450 S. Ill., graph. Darst. 4 Beil. |
| ISBN: | 9783131364128 |
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|---|---|
| adam_text | Inhalt
1 Einleitung 3
1.1 Der Intermediärstoffwechsel 3
1.2 Die Grundlagen der
Immunchemie 3
1.3 Die Molekularbiologie 4
1.4 Die Hormone 4
1.5 Die Biochemie und das
Verständnis klinischer
Krankheitsbilder 4
1.6 Die Biochemie und das
Verständnis pharmako
therapeutischer Grundlagen 5
1.7 Die Biochemie und klinisch¬
chemische Parameter 5
1.8 Verknüpfung der Biochemie mit
anderen vorklinischen Fächern 5
2 Kohlenhydrate 9
2.1 Grundlagen und Chemie
der Kohlenhydrate 9
2.1.1 Überblick und Funktion 9
2.1.2 Die Monosaccharide 9
2.1.3 Die Disaccharide 15
2.1.4 Die Polysaccharide 15
2.2 Der Stoffwechsel der
Kohlenhydrate: Übersicht 21
2.3 Die Glykolyse 21
2.3.1 Überblick und Funktion 22
2.3.2 Die Reaktionen der Glykolyse 24
2.3.3 Die Energiebilanz 28
2.3.4 Die Regulation der Glykolyse 28
2.4 Der Pentosephosphatweg (PPW) 30
2.4.1 Überblick und Funktion 30
2.4.2 Die Lokalisation des
Pentosephosphatwegs 30
2.4.3 Die Reaktionen des PPW 31
2.4.4 Die NADPH+H+ Gewinnung durch
den Pentosephosphatweg 32
2.4.5 Die Regulation des
Pentosephosphatwegs 33
2.5 Die Cluconeogenese 33
2.5.1 Überblick und Funktion 33
2.5.2 Die Reaktionen der Cluconeogenese 34
2.5.3 Der Aufbau von Glucose aus gluco
plastischen Aminosäuren 36
2.5.4 Der Aufbau von Clucose aus Lactat
(Corizyklus) 37
2.5.5 Der Aufbau von Clucose aus Glycerin 37
2.5.6 Die Regulation der Cluconeogenese 37
2.6 Der Clykogenstoffwechsel 38
2.6.1 Überblick und Funktion 38
2.6.2 Der Clykogenaufbau 39
2.6.3 Der Clykogenabbau 40
2.6.4 Die Regulation des Clykogenstoff
wechsels 40
2.7 Der Lactose und Galactose
stoffwechsel 43
2.7.1 Überblick und Funktion 43
2.7.2 Der Abbau der Lactose und
Ca lactose 43
2.7.3 Der Aufbau der Galactose und
Lactose 44
2.8 Der Fructosestoffwechsel 45
2.8.1 Überblick und Funktion 45
2.8.2 Der Fructoseabbau 45
2.8.3 Der Fructose Aufbau 46
3 Lipide 49
3.1 Grundlagen und die Chemie der
Lipide 49
3.1.1 Überblick und Funktion 49
3.1.2 Die Eigenschaften 49
3.1.3 Der Aufbau 50
3.1.4 Die Fettsäuren (FS) 50
3.1.5 Die einfachen Lipide: Triacylglycerine
(Fette und Öle) und Wachse 50
3.1.6 Die komplexen Lipide: Phospholipide 51
3.1.7 Die komplexen Lipide: Glykolipide 53
3.1.8 Die Isoprenoide 54
3.2 Der Stoffwechsel der Fettsäuren 55
3.2.1 Überblick und Funktion 55
3.2.2 Der Abbau der Fettsäuren
(ß Oxidation) 55
Inhalt
3.2.3 Die Ketonkörper 61
3.2.4 Die Biosynthese der Fettsäuren
(„de novo Synthese) 65
3.2.5 Die Zusammenfassung des Fettsäure
Stoffwechsels 69
3.3 Die Lipogenese und die Synthese
der Phospholipide 69
3.3.1 Überblick und Funktion 69
3.3.2 Die Lipogenese 69
3.3.3 Die Synthese der Phospholipide 70
3.4 Das Cholesterin 72
3.4.1 Überblick und Funktion 72
3.4.2 Die verschiedenen Formen des
Cholesterins 72
3.4.3 Die Cholesterinbiosynthese 72
3.4.4 Der Cholesterinabbau 74
3.5 Die Lipoproteine 75
3.5.1 Überblick und Funktion 75
3.5.2 Der Aufbau 75
3.5.3 Die Einteilung der Lipoproteine 75
3.5.4 Der Lipoproteinstoffwechsel 76
4 Aminosäuren, Peptide
und Proteine 83
4.1 Grundlagen und die Chemie der
Aminosäuren 83
4.1.1 Überblick und Funktion 83
4.1.2 Die Struktur der Aminosäuren 83
4.1.3 Die posttranslationale Modifizierung 88
4.2 Peptide und Proteine
das Eiweiß 89
4.2.1 Überblick und Funktion 89
4.2.2 Die Peptidbindung 90
4.2.3 Die räumliche Struktur der Proteine 91
4.2.4 Verfahren zur Trennung und zum
Nachweis von Proteinen 94
4.2.5 Verfahren zur Strukturaufklärung von
Proteinen 97
4.3 Der Aminosäurestoffwechsel 97
4.3.1 Überblick und Funktion 98
4.3.2 Die Proteolyse der Proteine 98
4.3.3 Der grundsätzliche Abbau der
Aminosäuren 99
4.3.4 Der Abbau der einzelnen
Aminosäuren 106
4.3.5 Die Aminosäuren als Vorstufen
wichtiger Biomoleküle 114
4.3.6 Die Biosynthese der Aminosäuren 117
5 Endoxidation 121
5.1 Einleitung 121
5.2 Der Pyruvatdehydrogenase
Komplex (PDH) 121
5.2.1 Überblick und Funktion 121
5.2.2 Der Aufbau 121
5.2.3 Die einzelnen Reaktionen 122
5.2.4 Die Regulation 124
5.3 Der Citratzyklus 124
5.3.1 Überblick und Funktion 124
5.3.2 Das „Black Box Modell des
Citratzyklus 125
5.3.3 Die einzelnen Reaktionen 125
5.3.4 Die Energiebilanz 127
5.3.5 Die Regulation 127
5.3.6 Der Citratzyklus als das amphibole
Zentrum des Intermediär¬
stoffwechsels 128
5.4 Die Atmungskette
(oxidative Phosphorylierung) 129
5.4.1 Überblick und Funktion 129
5.4.2 Das „Black Box Modell der
Atmungskette 129
5.4.3 Die Atmungskette als Elektronen
transportkette 129
5.4.4 Die Lokalisation der Atmungskette 131
5.4.5 Der Transport der reduzierten
Coenzyme vom Zytosol ins
Mitochondrium 132
5.4.6 Die einzelnen Komplexe der
Atmungskette 132
5.4.7 Die Protonenausbeute in der
Atmungskette 137
5.4.8 Zusammengefasst: Die Vorgänge in
der Atmungskette 139
5.4.9 Der Transport von ATP aus dem
Mitochondrium in das Zytosol 139
5.4.10 Die Hemmung der Atmungskette 139
5.4.11 Die Entkopplung der oxidativen
Phosphorylierung im braunen
Fettgewebe 140
5.4.12 Das ATP die .Energiewährung
unseres Körpers 141
6 Enzyme 147
6.1 Einleitung 147
6.2 Grundbegriffe der Energetik
und Kinetik 147
6.2.1 Der Überblick 147
6.2.2 Einige Grundlagen zur
Reaktionsenergetik 147
6.2.3 Einige Grundlagen zur
Reaktionskinetik 149
6.2.4 Der Einfluss von Enzymen auf
biochemische Reaktionen 151
6.3 Die Enzymkinetik 154
6.3.1 Der Überblick 154
6.3.2 Das Modell nach Michaelis und
Menten 154
6.3.3 Die Mechanismen zur Regulation von
Enzymen 156
6.3.4 Der Einfluss von Temperatur und
pH Wert auf die Enzymaktivität 161
6.3.5 Das Prinzip der Spektralphotometrie
zum Nachweis der Enzymaktivität 161
6.4 Die Einteilung der Enzyme 162
6.4.1 Der Überblick 162
6.4.2 Die Enzymklassen 162
6.4.3 Die Isoenzyme 165
6.4.4 Die Coenzyme und die prosthetischen
Gruppen 166
6.5 Die Prinzipien der
Stoffwechselregulation 167
6.5.1 Der Überblick 167
6.5.2 Die Regulation durch die Substrat¬
konzentration 167
6.5.3 Die Regulation durch negative
Rückkopplung 168
6.5.4 Die allosterische Regulation 168
6.5.5 Die Induktion und Repression der
Enzymsynthese 168
6.5.6 Die Interkonvertierung 168
6.5.7 Die limitierte Proteolyse 169
Inhalt
7 Vitamine und
Spurenelemente 173
7.1 Grundlagen 173
7.1.1 Überblick und Funktion 173
7.1.2 Hypovitaminose, Hypervitaminose,
Avitaminose 173
7.2 Die fettlöslichen Vitamine 175
7.2.1 Vitamin A das Retinol 175
7.2.2 Vitamin D die Calciferole 178
7.2.3 Vitamin E das Tocopherol 179
7.2.4 Vitamin K das Phyllochinon 180
7.3 Die wasserlöslichen Vitamine 181
7.3.1 Vitamin B, das Thiamin 182
7.3.2 Vitamin B2 das Riboflavin 182
7.3.3 DasNiacin 183
7.3.4 Vitamin B6 das Pyridoxin 184
7.3.5 Die Pantothensäure 185
7.3.6 Vitamin B,2 das Cobalamin 185
7.3.7 DieFolsäure 187
7.3.8 Das Biotin 188
7.3.9 Vitamin C die L Ascorbinsäure 189
7.4 Die Spurenelemente 190
7.4.1 Die Funktion der Spurenelemente 190
7.4.2 Die einzelnen Spurenelemente 190
8 Hormone 195
8.1 Die Grundlagen 195
8.1.1 Überblick und Funktion 195
8.1.2 Die lipophilen Hormone 196
8.1.3 Die hydrophilen Hormone 197
8.1.4 Die hormonelle Regulation 202
8.2 Die Effektorhormone des Hypo
thalamus und der Hypophyse 202
8.2.1 Überblick und Funktion 202
8.2.2 Die Hypothalamushormone ADH und
Ocytocin 203
8.2.3 Das Hypophysenhormon Prolaktin 203
8.3 Die Schilddrüsenhormone 204
8.3.1 Überblick und Funktion 204
8.3.2 Die hormonelle Regulation 204
8.3.3 Die Biosynthese von T3 und T4 204
8.3.4 Die Wirkungen der Schilddrüsen¬
hormone 205
Inhalt
8.4 Das Wachstumshormon
Somatotropin 207
8.4.1 Überblick und Funktion 207
8.4.2 Die Regulation 207
8.4.3 Die Wirkungen von STH 208
8.5 Die Hormone der
Nebennierenrinde 208
8.5.1 Überblick und Funktion 208
8.5.2 Die Clucocorticoide 209
8.5.3 Die Mineralcorticoide 211
8.6 Die Sexualhormone 214
8.6.1 Überblick und Funktion 214
8.6.2 Die Regulation 214
8.6.3 Die Synthese 214
8.6.4 Die männlichen Sexualhormone 215
8.6.5 Die weiblichen Sexualhormone 216
8.6.6 Die Schwangerschaftshormone 216
8.6.7 Klinische Bezüge 217
8.7 Die Katecholamine 217
8.7.1 Überblick und Funktion 217
8.7.2 Die Synthese 218
8.7.3 Die Wirkungen 218
8.7.4 Der Abbau 219
8.8 Das Insulin und das Clukagon 219
8.8.1 Überblick und Funktion 220
8.8.2 Das Insulin 220
8.8.3 Das Clukagon 222
8.8.4 Der Diabetes mellitus 223
8.9 Die Hormone des
Calciumstoffwechsels 224
8.9.1 Überblick und Funktion 224
8.9.2 Die Regulation 224
8.9.3 Das Parathormon 224
8.9.4 Das Calcitonin 225
8.9.5 Das Vitamin D 225
8.9.6 Zusammenfassung 227
8.10 Die Cewebshormone 227
8.10.1 Überblick und Funktion 228
8.10.2 Das Serotonin 228
8.10.3 Das Histamin 228
8.10.4 Die Eicosanoide 228
8.10.5 Die Kinine 230
8.10.6 Die Zytokine 230
8.11 Die Hormone des
Castrointestinal Traktes 231
8.11.1 Überblick und Funktion 231
8.11.2 Die Hormone des Magens 231
8.11.3 Die Hormone des Darms 231
9 Ernährung und Verdauung 235
9.1 Die Ernährung 235
9.1.1 Überblick und Funktion 235
9.1.2 Der Energiegehalt der Nahrung 235
9.1.3 Die essenziellen Nahrungsbestand¬
teile 236
9.1.4 Die besondere Bedeutung der
Proteine 236
9.1.5 Die künstliche Ernährung 237
9.2 Die Verdauung 237
9.2.1 Die Regulation 238
9.2.2 Die Verdauungssekrete 238
9.2.3 Die Verdauung der einzelnen
Nährstoffe 243
10 Stoffwechsel der einzelnen
Organe 251
10.1 Die Leber 251
10.1.1 Überblick und Funktion 251
10.1.2 Der Aufbau 251
10.1.3 Der Kohlenhydratstoffwechsel 251
10.1.4 Der Protein und
Stickstoffstoffwechsel 253
10.1.5 Der Lipidstoffwechsel 255
10.1.6 Die Gallensäuren 257
10.1.7 Die Leber als Entgiftungsorgan 258
10.2 Das Fettgewebe 261
10.2.1 Überblick und Funktion 261
10.2.2 Der Aufbau 261
10.2.3 Der Kohlenhydratstoffwechsel 262
10.2.4 Der Lipidstoffwechsel 263
10.2.5 Die Regulation der Nahrungs¬
aufnahme durch Leptin 265
10.2.6 Das braune Fettgewebe 266
10.3 Das Muskelgewebe 266
10.3.1 Überblick und Funktion 266
10.3.2 Der Aufbau 266
10.3.3 Die Kontraktion 267
10.3.4 Die rote und die weiße Muskulatur 271
10.3.5 Der Kohlenhydratstoffwechsel 271
10.3.6 Der Lipidstoffwechsel 272
10.3.7 Der Proteinstoffwechsel 272
10.3.8 Die ATP Bereitstellung 273
10.4 Das zentrale Nervensystem (ZNS) 274
10.4.1 Überblick und Funktion 274
10.4.2 Der Aufbau 275
10.4.3 Der Kohlenhydratstoffwechsel 276
10.4.4 Der Lipidstoffwechsel 276
10.4.5 Der Proteinstoffwechsel 276
10.4.6 Die Neurotransmitter 276
10.5 Niere und Elektrolyt Haushalt 279
10.5.1 Überblick und Funktion 279
10.5.2 Der Aufbau 280
10.5.3 Der Stoffwechsel 280
10.5.4 Die Niere als Ausscheidungsorgan 281
10.5.5 Der Mineralhaushalt 283
10.5.6 Die Produktion von Hormonen 286
10.6 Das Bindegewebe 287
10.6.1 Überblick und Funktion 287
10.6.2 Der Aufbau des Bindegewebes 287
10.6.3 Die Proteine des Bindegewebes 287
10.6.4 Das Knochengewebe 292
10.6.5 Das Knorpelgewebe 292
11 Blut 295
11.1 Einleitung 295
11.2 Die zellulären Bestandteile des
Blutes 295
11.2.1 Überblick und Funktion 295
11.2.2 Die Hämatopoese 296
11.2.3 Die Erythrozyten 296
11.2.4 Die Leukozyten 298
11.2.5 Die Thrombozyten 298
11.3 Das Hämoglobin und Myoglobin 299
11.3.1 Überblick und Funktion 299
11.3.2 Das Hämoglobin 299
11.3.3 Das Myoglobin 305
11.4 Der Gastransport 306
11.4.1 Überblick und Funktion 306
11.4.2 Der Weg des Sauerstoffs von der
Lunge in das Gewebe 306
11.4.3 Der Weg des CO2 von den Geweben
zur Lunge 308
Inhalt
11.5 Die Blutgruppeneigenschaften 309
11.5.1 Der Überblick 309
11.5.2 Das ABO System 309
11.5.3 Das Rhesus System 310
11.6 Die Hämostase 310
11.6.1 Überblick und Funktion 310
11.6.2 Die Blutstillung durch Thrombozyten 311
11.6.3 Die Blutgerinnung 312
11.6.4 Die Fibrinolyse 317
11.7 Die Plasmaproteine 318
11.7.1 Überblick und Funktion 318
11.7.2 Die Analyse der Plasmaproteine 318
11.7.3 Dysproteinämien 319
12 Immunsystem 323
12.1 Einleitung 323
12.2 Die spezifische Immunantwort 323
12.2.1 Überblick und Funktion 324
12.2.2 Die CD Moleküle 324
12.2.3 Die Entstehung und Reifung der
Lymphozyten 325
12.2.4 Die T Lymphozyten (T Zellen) 325
12.2.5 Die B Lymphozyten (B Zellen) 329
12.2.6 Die Antikörper 330
12.2.7 Die Antigene 335
12.2.8 MHC Der Major Histocompatibility
Complex 336
12.3 Die unspezifische
Immunantwort 338
12.3.1 Überblick und Funktion 338
12.3.2 Das Komplementsystem 338
12.3.3 Das Lysozym 340
12.3.4 DieZytokine 340
12.3.5 Die Zellen der unspezifischen Abwehr 341
12.4 Die Immunantwort:
Zusammenfassung 345
12.5 Störungen des Immunsystems 345
12.5.1 Der Überblick 345
12.5.2 Die Überempfindlichkeitsreaktionen 345
12.5.3 Die Immundefektkrankheiten 345
12.5.4 Die Autoimmunkrankheiten 348
12.6 Wichtige immunologische
Nachweisreaktionen 349
12.6.1 Überblick und Funktion 349
Inhalt
12.6.2 Der Neutralisationstest 349
12.6.3 Der Agglutinationstest 349
12.6.4 Der Präzipitationstest 350
12.6.5 ELISA enzyme linked immuno
sorbent assay 350
12.6.6 Die Komplementbindungsreaktion
(KBR) 351
12.6.7 Der Western Blot 351
13 Zellbiologie 357
13.1 Die Membranen 357
13.1.1 Überblick und Funktion 357
13.1.2 Der Aufbau zellulärer Membranen
(Plasmamembran) 357
13.2 Die Zellorganellen
und das Zytoskelett 359
13.2.1 Der Überblick 359
13.2.2 Der Zellkern (Nukleus) 359
13.2.3 Das endoplasmatische Retikulum
(ER) 361
13.2.4 Der Colgi Apparat 361
13.2.5 Die Lysosomen 362
13.2.6 Die Mitochondrien 362
13.2.7 Die Peroxisomen 364
13.2.8 Das Zytoskelett und die extra¬
zelluläre Matrix 364
13.3 Der Zellzyklus und die
Apoptose 365
13.3.1 Der Überblick 365
13.3.2 Der Ablauf des Zellzyklus 365
13.3.3 Die Regulation des Zellzyklus 365
13.3.4 Die Apoptose
(programmierter Zelltod) 366
14 Molekularbiologie 371
14.1 Die Chemie der Nukleotide 371
14.1.1 Überblick und Funktion 371
14.1.2 Der Aufbau 371
14.1.3 Die Funktion 373
14.1.4 Die Synthese der Nukleotide 374
14.1.5 Die Wiederverwertung
(Salvage Pathway) 378
14.1.6 Der Abbau 378
14.1.7 Störungen im Nukleotidstoffwechsel 379
14.2 Die Chemie der Nukleinsäuren 380
14.2.1 Überblick und Funktion 380
14.2.2 Die Prinzipien des
Nukleinsäure Aufbaus 381
14.2.3 Der Aufbau der DNA 381
14.2.4 Der Aufbau der RNA 383
14.3 Die Replikation der DNA 384
14.3.1 Überblick und Funktion 384
14.3.2 Der Ablauf der Replikation 384
14.3.3 Hemmstoffe der DNA Replikation 390
14.3.4 Die DNA Reparatur 390
14.4 Die Transkription 392
14.4.1 Überblick und Funktion 392
14.4.2 Die verschiedenen RNA Formen 392
14.4.3 Der Ablauf der Transkription 393
14.4.4 Die posttranskriptionale Modifikation
von RNA (RNA Reifung) 396
14.4.5 Hemmstoffe der Transkription 397
14.5 Die Translation 398
14.5.1 Überblick und Funktion 398
14.5.2 Die Grundlage: Der genetische Code 398
14.5.3 Das Werkzeug: Die transfer RNA
(tRNA) 399
14.5.4 Der Ort: Die Ribosomen 400
14.5.5 Der Ablauf der Translation 401
14.5.6 Hemmstoffe der Translation 403
14.5.7 Die Proteinfaltung 404
14.5.8 Der Transport von Proteinen 404
14.5.9 Die co bzw. posttranslationale
Modifikation von Proteinen 405
14.6 Molekulare Onkologie 406
14.6.1 Der Überblick 406
14.6.2 Begriffsdefinitionen 406
14.6.3 Ausgangspunkte der Tumor¬
entstehung 407
14.7 Gentechnik und Analyse von
Nukleinsäuren 411
14.7.1 Überblick und Funktion 411
14.7.2 Die Werkzeuge 411
14.7.3 Die Übertragung von DNA 412
14.7.4 Die Klonierung 413
14.7.5 Die Analyse von DNA 414
14.7.6 Die Analyse von RNA 418
15 Anhang 421
15.1 Wichtige chemische Grundlagen 421
15.2 Beispiele für wichtige Moleküle
mit ihren Bindungen und Gruppen 425
15.3 Stoffwechselübersichten 426
Quellenverzeichnis 431
Sachverzeichnis 433
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| adam_txt |
Inhalt
1 Einleitung 3
1.1 Der Intermediärstoffwechsel 3
1.2 Die Grundlagen der
Immunchemie 3
1.3 Die Molekularbiologie 4
1.4 Die Hormone 4
1.5 Die Biochemie und das
Verständnis klinischer
Krankheitsbilder 4
1.6 Die Biochemie und das
Verständnis pharmako
therapeutischer Grundlagen 5
1.7 Die Biochemie und klinisch¬
chemische Parameter 5
1.8 Verknüpfung der Biochemie mit
anderen vorklinischen Fächern 5
2 Kohlenhydrate 9
2.1 Grundlagen und Chemie
der Kohlenhydrate 9
2.1.1 Überblick und Funktion 9
2.1.2 Die Monosaccharide 9
2.1.3 Die Disaccharide 15
2.1.4 Die Polysaccharide 15
2.2 Der Stoffwechsel der
Kohlenhydrate: Übersicht 21
2.3 Die Glykolyse 21
2.3.1 Überblick und Funktion 22
2.3.2 Die Reaktionen der Glykolyse 24
2.3.3 Die Energiebilanz 28
2.3.4 Die Regulation der Glykolyse 28
2.4 Der Pentosephosphatweg (PPW) 30
2.4.1 Überblick und Funktion 30
2.4.2 Die Lokalisation des
Pentosephosphatwegs 30
2.4.3 Die Reaktionen des PPW 31
2.4.4 Die NADPH+H+ Gewinnung durch
den Pentosephosphatweg 32
2.4.5 Die Regulation des
Pentosephosphatwegs 33
2.5 Die Cluconeogenese 33
2.5.1 Überblick und Funktion 33
2.5.2 Die Reaktionen der Cluconeogenese 34
2.5.3 Der Aufbau von Glucose aus gluco
plastischen Aminosäuren 36
2.5.4 Der Aufbau von Clucose aus Lactat
(Corizyklus) 37
2.5.5 Der Aufbau von Clucose aus Glycerin 37
2.5.6 Die Regulation der Cluconeogenese 37
2.6 Der Clykogenstoffwechsel 38
2.6.1 Überblick und Funktion 38
2.6.2 Der Clykogenaufbau 39
2.6.3 Der Clykogenabbau 40
2.6.4 Die Regulation des Clykogenstoff
wechsels 40
2.7 Der Lactose und Galactose
stoffwechsel 43
2.7.1 Überblick und Funktion 43
2.7.2 Der Abbau der Lactose und
Ca lactose 43
2.7.3 Der Aufbau der Galactose und
Lactose 44
2.8 Der Fructosestoffwechsel 45
2.8.1 Überblick und Funktion 45
2.8.2 Der Fructoseabbau 45
2.8.3 Der Fructose Aufbau 46
3 Lipide 49
3.1 Grundlagen und die Chemie der
Lipide 49
3.1.1 Überblick und Funktion 49
3.1.2 Die Eigenschaften 49
3.1.3 Der Aufbau 50
3.1.4 Die Fettsäuren (FS) 50
3.1.5 Die einfachen Lipide: Triacylglycerine
(Fette und Öle) und Wachse 50
3.1.6 Die komplexen Lipide: Phospholipide 51
3.1.7 Die komplexen Lipide: Glykolipide 53
3.1.8 Die Isoprenoide 54
3.2 Der Stoffwechsel der Fettsäuren 55
3.2.1 Überblick und Funktion 55
3.2.2 Der Abbau der Fettsäuren
(ß Oxidation) 55
Inhalt
3.2.3 Die Ketonkörper 61
3.2.4 Die Biosynthese der Fettsäuren
(„de novo" Synthese) 65
3.2.5 Die Zusammenfassung des Fettsäure
Stoffwechsels 69
3.3 Die Lipogenese und die Synthese
der Phospholipide 69
3.3.1 Überblick und Funktion 69
3.3.2 Die Lipogenese 69
3.3.3 Die Synthese der Phospholipide 70
3.4 Das Cholesterin 72
3.4.1 Überblick und Funktion 72
3.4.2 Die verschiedenen Formen des
Cholesterins 72
3.4.3 Die Cholesterinbiosynthese 72
3.4.4 Der Cholesterinabbau 74
3.5 Die Lipoproteine 75
3.5.1 Überblick und Funktion 75
3.5.2 Der Aufbau 75
3.5.3 Die Einteilung der Lipoproteine 75
3.5.4 Der Lipoproteinstoffwechsel 76
4 Aminosäuren, Peptide
und Proteine 83
4.1 Grundlagen und die Chemie der
Aminosäuren 83
4.1.1 Überblick und Funktion 83
4.1.2 Die Struktur der Aminosäuren 83
4.1.3 Die posttranslationale Modifizierung 88
4.2 Peptide und Proteine
das Eiweiß 89
4.2.1 Überblick und Funktion 89
4.2.2 Die Peptidbindung 90
4.2.3 Die räumliche Struktur der Proteine 91
4.2.4 Verfahren zur Trennung und zum
Nachweis von Proteinen 94
4.2.5 Verfahren zur Strukturaufklärung von
Proteinen 97
4.3 Der Aminosäurestoffwechsel 97
4.3.1 Überblick und Funktion 98
4.3.2 Die Proteolyse der Proteine 98
4.3.3 Der grundsätzliche Abbau der
Aminosäuren 99
4.3.4 Der Abbau der einzelnen
Aminosäuren 106
4.3.5 Die Aminosäuren als Vorstufen
wichtiger Biomoleküle 114
4.3.6 Die Biosynthese der Aminosäuren 117
5 Endoxidation 121
5.1 Einleitung 121
5.2 Der Pyruvatdehydrogenase
Komplex (PDH) 121
5.2.1 Überblick und Funktion 121
5.2.2 Der Aufbau 121
5.2.3 Die einzelnen Reaktionen 122
5.2.4 Die Regulation 124
5.3 Der Citratzyklus 124
5.3.1 Überblick und Funktion 124
5.3.2 Das „Black Box" Modell des
Citratzyklus 125
5.3.3 Die einzelnen Reaktionen 125
5.3.4 Die Energiebilanz 127
5.3.5 Die Regulation 127
5.3.6 Der Citratzyklus als das amphibole
Zentrum des Intermediär¬
stoffwechsels 128
5.4 Die Atmungskette
(oxidative Phosphorylierung) 129
5.4.1 Überblick und Funktion 129
5.4.2 Das „Black Box" Modell der
Atmungskette 129
5.4.3 Die Atmungskette als Elektronen
transportkette 129
5.4.4 Die Lokalisation der Atmungskette 131
5.4.5 Der Transport der reduzierten
Coenzyme vom Zytosol ins
Mitochondrium 132
5.4.6 Die einzelnen Komplexe der
Atmungskette 132
5.4.7 Die Protonenausbeute in der
Atmungskette 137
5.4.8 Zusammengefasst: Die Vorgänge in
der Atmungskette 139
5.4.9 Der Transport von ATP aus dem
Mitochondrium in das Zytosol 139
5.4.10 Die Hemmung der Atmungskette 139
5.4.11 Die Entkopplung der oxidativen
Phosphorylierung im braunen
Fettgewebe 140
5.4.12 Das ATP die .Energiewährung"
unseres Körpers 141
6 Enzyme 147
6.1 Einleitung 147
6.2 Grundbegriffe der Energetik
und Kinetik 147
6.2.1 Der Überblick 147
6.2.2 Einige Grundlagen zur
Reaktionsenergetik 147
6.2.3 Einige Grundlagen zur
Reaktionskinetik 149
6.2.4 Der Einfluss von Enzymen auf
biochemische Reaktionen 151
6.3 Die Enzymkinetik 154
6.3.1 Der Überblick 154
6.3.2 Das Modell nach Michaelis und
Menten 154
6.3.3 Die Mechanismen zur Regulation von
Enzymen 156
6.3.4 Der Einfluss von Temperatur und
pH Wert auf die Enzymaktivität 161
6.3.5 Das Prinzip der Spektralphotometrie
zum Nachweis der Enzymaktivität 161
6.4 Die Einteilung der Enzyme 162
6.4.1 Der Überblick 162
6.4.2 Die Enzymklassen 162
6.4.3 Die Isoenzyme 165
6.4.4 Die Coenzyme und die prosthetischen
Gruppen 166
6.5 Die Prinzipien der
Stoffwechselregulation 167
6.5.1 Der Überblick 167
6.5.2 Die Regulation durch die Substrat¬
konzentration 167
6.5.3 Die Regulation durch negative
Rückkopplung 168
6.5.4 Die allosterische Regulation 168
6.5.5 Die Induktion und Repression der
Enzymsynthese 168
6.5.6 Die Interkonvertierung 168
6.5.7 Die limitierte Proteolyse 169
Inhalt
7 Vitamine und
Spurenelemente 173
7.1 Grundlagen 173
7.1.1 Überblick und Funktion 173
7.1.2 Hypovitaminose, Hypervitaminose,
Avitaminose 173
7.2 Die fettlöslichen Vitamine 175
7.2.1 Vitamin A das Retinol 175
7.2.2 Vitamin D die Calciferole 178
7.2.3 Vitamin E das Tocopherol 179
7.2.4 Vitamin K das Phyllochinon 180
7.3 Die wasserlöslichen Vitamine 181
7.3.1 Vitamin B, das Thiamin 182
7.3.2 Vitamin B2 das Riboflavin 182
7.3.3 DasNiacin 183
7.3.4 Vitamin B6 das Pyridoxin 184
7.3.5 Die Pantothensäure 185
7.3.6 Vitamin B,2 das Cobalamin 185
7.3.7 DieFolsäure 187
7.3.8 Das Biotin 188
7.3.9 Vitamin C die L Ascorbinsäure 189
7.4 Die Spurenelemente 190
7.4.1 Die Funktion der Spurenelemente 190
7.4.2 Die einzelnen Spurenelemente 190
8 Hormone 195
8.1 Die Grundlagen 195
8.1.1 Überblick und Funktion 195
8.1.2 Die lipophilen Hormone 196
8.1.3 Die hydrophilen Hormone 197
8.1.4 Die hormonelle Regulation 202
8.2 Die Effektorhormone des Hypo
thalamus und der Hypophyse 202
8.2.1 Überblick und Funktion 202
8.2.2 Die Hypothalamushormone ADH und
Ocytocin 203
8.2.3 Das Hypophysenhormon Prolaktin 203
8.3 Die Schilddrüsenhormone 204
8.3.1 Überblick und Funktion 204
8.3.2 Die hormonelle Regulation 204
8.3.3 Die Biosynthese von T3 und T4 204
8.3.4 Die Wirkungen der Schilddrüsen¬
hormone 205
Inhalt
8.4 Das Wachstumshormon
Somatotropin 207
8.4.1 Überblick und Funktion 207
8.4.2 Die Regulation 207
8.4.3 Die Wirkungen von STH 208
8.5 Die Hormone der
Nebennierenrinde 208
8.5.1 Überblick und Funktion 208
8.5.2 Die Clucocorticoide 209
8.5.3 Die Mineralcorticoide 211
8.6 Die Sexualhormone 214
8.6.1 Überblick und Funktion 214
8.6.2 Die Regulation 214
8.6.3 Die Synthese 214
8.6.4 Die männlichen Sexualhormone 215
8.6.5 Die weiblichen Sexualhormone 216
8.6.6 Die Schwangerschaftshormone 216
8.6.7 Klinische Bezüge 217
8.7 Die Katecholamine 217
8.7.1 Überblick und Funktion 217
8.7.2 Die Synthese 218
8.7.3 Die Wirkungen 218
8.7.4 Der Abbau 219
8.8 Das Insulin und das Clukagon 219
8.8.1 Überblick und Funktion 220
8.8.2 Das Insulin 220
8.8.3 Das Clukagon 222
8.8.4 Der Diabetes mellitus 223
8.9 Die Hormone des
Calciumstoffwechsels 224
8.9.1 Überblick und Funktion 224
8.9.2 Die Regulation 224
8.9.3 Das Parathormon 224
8.9.4 Das Calcitonin 225
8.9.5 Das Vitamin D 225
8.9.6 Zusammenfassung 227
8.10 Die Cewebshormone 227
8.10.1 Überblick und Funktion 228
8.10.2 Das Serotonin 228
8.10.3 Das Histamin 228
8.10.4 Die Eicosanoide 228
8.10.5 Die Kinine 230
8.10.6 Die Zytokine 230
8.11 Die Hormone des
Castrointestinal Traktes 231
8.11.1 Überblick und Funktion 231
8.11.2 Die Hormone des Magens 231
8.11.3 Die Hormone des Darms 231
9 Ernährung und Verdauung 235
9.1 Die Ernährung 235
9.1.1 Überblick und Funktion 235
9.1.2 Der Energiegehalt der Nahrung 235
9.1.3 Die essenziellen Nahrungsbestand¬
teile 236
9.1.4 Die besondere Bedeutung der
Proteine 236
9.1.5 Die künstliche Ernährung 237
9.2 Die Verdauung 237
9.2.1 Die Regulation 238
9.2.2 Die Verdauungssekrete 238
9.2.3 Die Verdauung der einzelnen
Nährstoffe 243
10 Stoffwechsel der einzelnen
Organe 251
10.1 Die Leber 251
10.1.1 Überblick und Funktion 251
10.1.2 Der Aufbau 251
10.1.3 Der Kohlenhydratstoffwechsel 251
10.1.4 Der Protein und
Stickstoffstoffwechsel 253
10.1.5 Der Lipidstoffwechsel 255
10.1.6 Die Gallensäuren 257
10.1.7 Die Leber als Entgiftungsorgan 258
10.2 Das Fettgewebe 261
10.2.1 Überblick und Funktion 261
10.2.2 Der Aufbau 261
10.2.3 Der Kohlenhydratstoffwechsel 262
10.2.4 Der Lipidstoffwechsel 263
10.2.5 Die Regulation der Nahrungs¬
aufnahme durch Leptin 265
10.2.6 Das braune Fettgewebe 266
10.3 Das Muskelgewebe 266
10.3.1 Überblick und Funktion 266
10.3.2 Der Aufbau 266
10.3.3 Die Kontraktion 267
10.3.4 Die rote und die weiße Muskulatur 271
10.3.5 Der Kohlenhydratstoffwechsel 271
10.3.6 Der Lipidstoffwechsel 272
10.3.7 Der Proteinstoffwechsel 272
10.3.8 Die ATP Bereitstellung 273
10.4 Das zentrale Nervensystem (ZNS) 274
10.4.1 Überblick und Funktion 274
10.4.2 Der Aufbau 275
10.4.3 Der Kohlenhydratstoffwechsel 276
10.4.4 Der Lipidstoffwechsel 276
10.4.5 Der Proteinstoffwechsel 276
10.4.6 Die Neurotransmitter 276
10.5 Niere und Elektrolyt Haushalt 279
10.5.1 Überblick und Funktion 279
10.5.2 Der Aufbau 280
10.5.3 Der Stoffwechsel 280
10.5.4 Die Niere als Ausscheidungsorgan 281
10.5.5 Der Mineralhaushalt 283
10.5.6 Die Produktion von Hormonen 286
10.6 Das Bindegewebe 287
10.6.1 Überblick und Funktion 287
10.6.2 Der Aufbau des Bindegewebes 287
10.6.3 Die Proteine des Bindegewebes 287
10.6.4 Das Knochengewebe 292
10.6.5 Das Knorpelgewebe 292
11 Blut 295
11.1 Einleitung 295
11.2 Die zellulären Bestandteile des
Blutes 295
11.2.1 Überblick und Funktion 295
11.2.2 Die Hämatopoese 296
11.2.3 Die Erythrozyten 296
11.2.4 Die Leukozyten 298
11.2.5 Die Thrombozyten 298
11.3 Das Hämoglobin und Myoglobin 299
11.3.1 Überblick und Funktion 299
11.3.2 Das Hämoglobin 299
11.3.3 Das Myoglobin 305
11.4 Der Gastransport 306
11.4.1 Überblick und Funktion 306
11.4.2 Der Weg des Sauerstoffs von der
Lunge in das Gewebe 306
11.4.3 Der Weg des CO2 von den Geweben
zur Lunge 308
Inhalt
11.5 Die Blutgruppeneigenschaften 309
11.5.1 Der Überblick 309
11.5.2 Das ABO System 309
11.5.3 Das Rhesus System 310
11.6 Die Hämostase 310
11.6.1 Überblick und Funktion 310
11.6.2 Die Blutstillung durch Thrombozyten 311
11.6.3 Die Blutgerinnung 312
11.6.4 Die Fibrinolyse 317
11.7 Die Plasmaproteine 318
11.7.1 Überblick und Funktion 318
11.7.2 Die Analyse der Plasmaproteine 318
11.7.3 Dysproteinämien 319
12 Immunsystem 323
12.1 Einleitung 323
12.2 Die spezifische Immunantwort 323
12.2.1 Überblick und Funktion 324
12.2.2 Die CD Moleküle 324
12.2.3 Die Entstehung und Reifung der
Lymphozyten 325
12.2.4 Die T Lymphozyten (T Zellen) 325
12.2.5 Die B Lymphozyten (B Zellen) 329
12.2.6 Die Antikörper 330
12.2.7 Die Antigene 335
12.2.8 MHC Der Major Histocompatibility
Complex 336
12.3 Die unspezifische
Immunantwort 338
12.3.1 Überblick und Funktion 338
12.3.2 Das Komplementsystem 338
12.3.3 Das Lysozym 340
12.3.4 DieZytokine 340
12.3.5 Die Zellen der unspezifischen Abwehr 341
12.4 Die Immunantwort:
Zusammenfassung 345
12.5 Störungen des Immunsystems 345
12.5.1 Der Überblick 345
12.5.2 Die Überempfindlichkeitsreaktionen 345
12.5.3 Die Immundefektkrankheiten 345
12.5.4 Die Autoimmunkrankheiten 348
12.6 Wichtige immunologische
Nachweisreaktionen 349
12.6.1 Überblick und Funktion 349
Inhalt
12.6.2 Der Neutralisationstest 349
12.6.3 Der Agglutinationstest 349
12.6.4 Der Präzipitationstest 350
12.6.5 ELISA enzyme linked immuno
sorbent assay 350
12.6.6 Die Komplementbindungsreaktion
(KBR) 351
12.6.7 Der Western Blot 351
13 Zellbiologie 357
13.1 Die Membranen 357
13.1.1 Überblick und Funktion 357
13.1.2 Der Aufbau zellulärer Membranen
(Plasmamembran) 357
13.2 Die Zellorganellen
und das Zytoskelett 359
13.2.1 Der Überblick 359
13.2.2 Der Zellkern (Nukleus) 359
13.2.3 Das endoplasmatische Retikulum
(ER) 361
13.2.4 Der Colgi Apparat 361
13.2.5 Die Lysosomen 362
13.2.6 Die Mitochondrien 362
13.2.7 Die Peroxisomen 364
13.2.8 Das Zytoskelett und die extra¬
zelluläre Matrix 364
13.3 Der Zellzyklus und die
Apoptose 365
13.3.1 Der Überblick 365
13.3.2 Der Ablauf des Zellzyklus 365
13.3.3 Die Regulation des Zellzyklus 365
13.3.4 Die Apoptose
(programmierter Zelltod) 366
14 Molekularbiologie 371
14.1 Die Chemie der Nukleotide 371
14.1.1 Überblick und Funktion 371
14.1.2 Der Aufbau 371
14.1.3 Die Funktion 373
14.1.4 Die Synthese der Nukleotide 374
14.1.5 Die Wiederverwertung
(Salvage Pathway) 378
14.1.6 Der Abbau 378
14.1.7 Störungen im Nukleotidstoffwechsel 379
14.2 Die Chemie der Nukleinsäuren 380
14.2.1 Überblick und Funktion 380
14.2.2 Die Prinzipien des
Nukleinsäure Aufbaus 381
14.2.3 Der Aufbau der DNA 381
14.2.4 Der Aufbau der RNA 383
14.3 Die Replikation der DNA 384
14.3.1 Überblick und Funktion 384
14.3.2 Der Ablauf der Replikation 384
14.3.3 Hemmstoffe der DNA Replikation 390
14.3.4 Die DNA Reparatur 390
14.4 Die Transkription 392
14.4.1 Überblick und Funktion 392
14.4.2 Die verschiedenen RNA Formen 392
14.4.3 Der Ablauf der Transkription 393
14.4.4 Die posttranskriptionale Modifikation
von RNA (RNA Reifung) 396
14.4.5 Hemmstoffe der Transkription 397
14.5 Die Translation 398
14.5.1 Überblick und Funktion 398
14.5.2 Die Grundlage: Der genetische Code 398
14.5.3 Das Werkzeug: Die transfer RNA
(tRNA) 399
14.5.4 Der Ort: Die Ribosomen 400
14.5.5 Der Ablauf der Translation 401
14.5.6 Hemmstoffe der Translation 403
14.5.7 Die Proteinfaltung 404
14.5.8 Der Transport von Proteinen 404
14.5.9 Die co bzw. posttranslationale
Modifikation von Proteinen 405
14.6 Molekulare Onkologie 406
14.6.1 Der Überblick 406
14.6.2 Begriffsdefinitionen 406
14.6.3 Ausgangspunkte der Tumor¬
entstehung 407
14.7 Gentechnik und Analyse von
Nukleinsäuren 411
14.7.1 Überblick und Funktion 411
14.7.2 Die Werkzeuge 411
14.7.3 Die Übertragung von DNA 412
14.7.4 Die Klonierung 413
14.7.5 Die Analyse von DNA 414
14.7.6 Die Analyse von RNA 418
15 Anhang 421
15.1 Wichtige chemische Grundlagen 421
15.2 Beispiele für wichtige Moleküle
mit ihren Bindungen und Gruppen 425
15.3 Stoffwechselübersichten 426
Quellenverzeichnis 431
Sachverzeichnis 433 |
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