Biologie von Naturstoffen: Synthese, biologische Funktionen und Bedeutung für die Gesundheit ; 33 Tabellen
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Stuttgart
Ulmer
2014
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| Schriftenreihe: | Utb
4028 |
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Inhaltsverzeichnis
1 Biosynthese und chemische Eigenschaften
pflanzlicher Naturstoffe. 9
1.1 Ausgewählte Klassen von Sekundärmetaboliten bei
Pflanzen: Vorkommen, Kompartimentierung im Gewebe
und Biosynthese. 11
1.1.1 Vorkommen und Kompartimentierung. 11
1.1.2 Biosynthese. 20
1.1.3 Transkriptionskontrolle. 39
1.1.4 Transport von Sekundärmetaboliten. 45
1.2 Entstehung von Naturstoffen in der Evolution von
Pflanzen. 47
1.2.1 Parallele Evolution von ähnlichen Biosynthesewegen . . 51
1.2.2 Genduplikation. 52
1.2.3 Genauster. 56
1.2.4 Natürliche Variationen . 63
1.2.5 Modulation unterschiedlicher Moleküle mit gleicher
Funktion. 64
1.2.6 Evolution durch Stressfaktoren. 66
1.3 Anwendung in der Biotechnologie. 67
1.3.1 Identifizierung und Quantifizierung von Naturstoffen . . 67
1.3.2 Biologische Aktivität. 71
1.3.3 Biotechnologische Produktion von Naturstoffen. 71
2 Funktion von Naturstoffen in Pflanzen. 81
2.1 Sekundärmetaboliten im pflanzlichen Stoffwechsel . 81
2.2 Pflanzliche Entwicklung. 83
2.2.1 Vegetatives Wachstum. 85
2.2.2 Reproduktion - männliche Fertilität. 95
2.2.3 Bestäubung - Blütenbiologie. 98
2.2.4 Früchte und Samen. 108
2.3 Abiotischer
Stress
. 110
2.3.1 Antioxidative Wirkung in Pflanzen. 111
23.2 Licht und UV-Strahlung. 114
2.3.3 Hohe Temperaturen. 116
2.3.4 Kälte-, Salz- und Trockenstress. 117
23.5 Nährstoffmangel. 118
2.3.6 Schwermetallbelastung. 119
2.4 Symbiosen. 119
2.4.1 Knöllchensymbiose. 120
2.4.2 Mykorrhiza. 122
2.4.3 Endophytische Pilze. 125
2.4.4 Flechten. 126
2.5 Abwehr gegen Pflanzenparasiten. 126
2.5.1
Pathogène
. 129
2.5.2 Nutzung des antimikrobiellen Potenzials im Pflanzen¬
schutz
(Biofumigation)
. 146
2.5.3 Wirbellose
Herbivoren
. 148
2.5.4 Parasitische Pflanzen. 159
2.6 Allelopathie. 162
3 Wirkungen auf Mikroorganismen und Tiere. 166
3.1 Coevolution. 166
3.1.1 Adaptationsmechanismen von Mikroorganismen
und
Herbivoren
. 169
3.1.2 Attraktion von Insekten. 177
3.2 Übersicht über die Wirkungen auf Wirbeltiere. 184
3.2.1 Die Vielfalt natürlicher Substanzen - Herausforderungen
und Chancen. 185
3.2.2 Molekulare Interaktionen mit zellulären
Komponenten. 187
3.2.3 Visualisierung von Naturstoff
en
in lebenden Zellen . 195
4 Metabolismus und Toxizität von Naturstoffen
in Säugetieren. 199
4.1 Metabolismus von Naturstoffen. 199
4.1.1 Grundlagen der Pharmakokinetik. 199
4.1.2 Fallstudien ausgewählter Naturstoffe. 207
4.1.3 Bioaktivierung. 216
4.1.4 Wirkungen auf Enzyme des Fremdstoff
metabolismus.
. . 218
4.1.5 Genetische Polymorphismen. 221
4.2 Toxizität. 226
4.2.1 Grundlagen toxikologischer Bewertungen. 226
4.2.2 Toxizität ausgewählter Naturstoffe. 233
4.2.3 Strategien und Schwierigkeiten toxikologischer
Bewertungen. 240
5 Beispiele für physiologische Wirkungen
von Naturstoffen in Nahrungsmitteln und
Arzneipflanzen. 247
5.1 Sind Antioxidanzien gesund?. 247
5.1.1 Bildung und Kontrolle von reaktiven Sauerstoff -
und Stickstoffspezies. 247
5.1.2 Funktion von ROS/RNS als Signalmoleküle für zelluläre
Funktionen. 255
5.1.3 Krankheits- und altersbedingter oxidativer
Stress
. 258
5.1.4 Einfluss von Naturstoffen auf die Redox-Regulation. . . . 260
5.1.4 Hormesis und der Nutzen eines milden oxidativen
Stresses. 264
5.2 Endokrine Wirkungen von Naturstoffen. 268
5.2.1 Sind endokrine Disruptoren eine gesundheitliche
Bedrohung für Mensch und Tier?. 268
5.2.2 Wie beeinflussen Phytoöstrogene das endokrine
System?. 272
5.2.4 Risiken und Nutzen von Phytoöstrogenen. 281
5.2.5 Transgenerationseffekte. 289
5.2.6 Beeinflussung nicht-steroidaler hormoneller
Wirkungen. 295
5.3 Beeinflussung neuronaler Funktionen. 298
5.3.1 Funktionelle Grundlagen des Nervensystems. 298
5.3.2 Bioaktivität von Cannabinoiden. 307
5.3.3 Bioaktivität von Opiaten. 314
5.3.4 Schmerzlindernde Eigenschaften von Cannabinoiden
und Opioiden. 316
5.3.5 Die halluzinogenen Drogen Psilocin, Psilocybin und
Mescalin. 320
5.3.6 Naturstoff Wirkung an der cholinergen
Synapse
. 323
5.3.7 Sympathomimetische Substanzen. 329
6 Naturstoffe als Quelle für ein gesundes Leben . 333
6.1 Quantitative und qualitative Wirkungen von Nahrungs¬
mitteln . 333
6.1.1 Die Menge der Nahrungsaufnahme beeinflusst die
Lebenserwartung. 336
6.1.2 Langlebigkeit und Gesundheit durch Resveratrol?. 341
6.1.3 Nahrungsmittel mit gesundheitsfördernden Inhalts¬
stoffen . 344
6.1.4 Können Nahrungsergänzungsmittel die Erwartungen
erfüllen?. 354
6.2 Naturstoffe in der pharmazeutischen Forschung. 35 5
6.2
Л
Identifizierung bioaktiver Substanzen in marinen und
terrestrischen Organismen. 355
6.2.2 Medizinische Chemie: Inspiration durch Naturstoffe . 358
6.3 Das Problem der Komplexität - Analyse und
Folgerungen . 365
6.3.1 Sind (zu) viele molekulare Interaktionen ein Problem?. 365
6.3.2 Von Pharmakologie zu Polypharmakologie. 366
6.3.3 Reverse Pharmakologie und die Inspiration durch
traditionelle Medizin. 370
7 Literaturverzeichnis . 373
8 Quellenverzeichnis . 400
9 Register. 406
Die biologischen Funktionen und Wirkungen von pflanz¬
lichen Naturstoffen für Pflanzen, Tiere und Menschen
werden in einem interdisziplinären Ansatz exemplarisch
erläutert. Das Buch gibt einen Überblick über die
Prinzipien der Biosynthese von pflanzlichen Natur¬
stoffen und über die biotechnologische Anwendung
dieser Substanzen. Naturstoffe dienen als Abwehr- und
Kommunikationsmittel bei Pflanzen und Tieren. Die
engen physiologischen Interaktionen zwischen den
Arten verdeutlichen wichtige evolutionsbiologische
Mechanismen. In Nahrungsmitteln haben Naturstoffe
vielfältige Wirkungen auf den Menschen. Die Autoren
illustrieren anhand aktueller Beispiele die Bedeutung
pflanzlicher Naturstoffe für die menschliche Gesundheit
sowie mögliche pharmakologische Anwendungen.
Aus dem Inhalt:
Biosynthese und biotechnologische Produktion
von Naturstoffen
Physiologische Funktionen in der Pflanze
Biologische Wirkungen auf andere Organismen
Metabolismus und Toxizität bei Tieren
Endokrine und neurologische Wirkungen
Gesundheitliche Aspekte und pharmakologische
Bedeutung |
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