Einführung in die Biochemie für Studierende und praktische Berufe der Biowissenschaften mit 115 Tab.
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Jena
Fischer
1975
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INHALTSVERZEICHNIS
1. DIE STELLUNG DER BIOCHEMIE IM SYSTEM DER WISSENSCHAFTEN 11
1.1. WESEN UND GEGENSTAND DER BIOCHEMIE 12
1.1.1. ALLGEMEINE BIOCHEMIE 16
1.2. ARBEITSGEBIETE DER BIOCHEMIE 17
1.2.1. PHYSIOLOGISCHE CHEMIE 17
1.2.1.1. KLINISCHE CHEMIE UND BIOCHEMIE 18
1.2.2. BIOCHEMIE DER PFLANZEN 19
1.3. BEZIEHUNGEN DER BIOCHEMIE ZU NACHBARDISZIPLINEN 19
1.3.1. DIE MOLEKULARBIOLOGIE 20
2. DIE CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG DER ORGANISMEN 23
2.1. DIE BIO-ELEMENTE (*ATOME DOS LEBENS ) 27
2.2. WASSER ALS MILIEU DER LEBENSVORGAENGE 34
2.3. CHEMISCHE BINDUNGEN IN BIOMOLEKUELEN 36
2.4. CHEMISCHE GRUPPEN IN BIOMOLEKUELON 39
2.5. BIOCHEMISCH WICHTIGE REAKTIONEN DER ORGANISCHEN CHEMIE . . .. 42
2.(5. BIOMOLEKUELE, IHRE DERIVATE UND ZUGEHOERIGEN BIOPOLYMEREN . . .. 47
2.6.1. KOHLENHYDRATE 47
2.6.1.1. BIOLOGISCHE DERIVATE VON ZUCKERN 53
2.6.1.2. POLYMERE KOHLENHYDRATE (POLYSACOHARIDE) - RESERVE- UND GERUEST-
SUBSTANZEN 58
2.6.2. LIPIDE (FETTSUBSTANZEN: FETTE UND LIPOIDE) 64
2.6.2.1. ISOPRENOIDLIPIDE (TERPENE UND STEROIDE) 71
2.G.3. AROMATEN 76
2.6.4. DIE PROTEINE, IHRE BAUSTEINE UND DEREN DERIVATE 79
2.6.4.1. EIWEISSAMINOSAEUREN SO
2.G.4.2. NICHTEIWEISSAMINOSAEUREN 87
2.6.4.3. N-HETEROZYKLEN, DIE SICH BIOGENETISCH VON AMINOSAEUREN ABLEITEN
. 92 2.6.4.4. NATUERLICH VORKOMMENDE PEPTIDE 97
2.6.4.5. PROTEINE - TRAEGER BIOLOGISCHER SPEZIFLTAET UND FUNKTION 103
2.6.4.5.1. EINTEILUNG UND NOMENKLATUR DER PROTEINE 105
2.6.4.5.2. BINDUNGSARTEN IN PROTEINEN 108
2.6.4.5.3. STRUKTURARTEN DER PROTEINE 111
2.6.4.5.4. BLUTPROTEINE 120
2.6.5. DIE NUCLEINSAEUREN, IHRE BAUSTEINE UND DEREN DERIVATE 124
2.6.5.1. DIE VERKNUEPFUNG DER NUCLEINSAEUREBAUSTEINE 129
2.6.5.2. DESOXYRIBONUCLEINSAEURE (DNS) 133
2.6.5.3. RIBONUELEINSAEUREN (RNS) 137
IMAGE 2
3. DAS WESEN DES STOFFWECHSELS 141
3.1. REAKTIONSKETTEN UND REAKTIONSZYKLEN DES STOFFWECHSELS 144 3.2.
GRUPPENUEBERTRAGUNGSREAKTIONEN 148
3.3. PRINZIPIEN DES KATABOLISMUS UND ANABOLISMUS VON BIOMAKRO- MOLEKUELEN
(BIOPOLYMEREN) 150
3.4. AUTOTROPHE UND HETEROTROPHE STOFFWOCHSOLTYPEN (ERNAEHRUNGSWEISEN)
156 3.5. PRIMAER- UND SEKUNDAERSTOFFWECHSEL 160
4. BIOENERGETIK 171
4.1. DIE GRUNDGESETZE DER THERMODYNAMIK UND IHRE ANWENDUNG AUF DON
ORGANISMUS 171
4.1.1. DIE *FREIE ENERGIE UND IHRE BEDEUTUNG FUER DIE BIOCHEMIE 173
4.1.1.1. DIE VERKNUEPFUNG DER FREIEN ENERGIE MIT ANDEREN
THERMODYNAMISCHEN UND PHYSIKO-CHEMISCHEN ZUSTANDSGROESSEN 175
4.1.2. GRUPPENUEBERTRAGUNGSPOTENTIALE 176
4.1.3. PHOSPHOR IN BIOLOGISCHEN MOLEKUELEN 177
4.2. ENERGIEREIOHE VERBINDUNGEN VON BIOCHEMISCHER BEDEUTUNG UND
AKTIVIERTE ZWISCHENVERBINDUNGEN 179
4.3. HAUPTPROZESSE DER ATP-BILDUNG 181
4.4. SPALTUNGS-(UEBERTRAGUNGS-)REAKTIONEN VON ATP 186
4.5. DIE VERWENDUNG DES ATP 1S9
5. ENZYMOLOGIE 193
5.1. ALLGEMEINE EIGENSCHAFTON DER ENZYME 193
5.2. DIE ENZYMKATALYSE 194
5.2.1. REAKTIONSTRAEGHEIT UND AKTIVIERUNGSENERGIE 194
5.2.2. ENZYM-SUBSTRAT- VERBINDUNG 195
5.2.3. SPEZIFITAET DER ENZYME 196
5.3. NACHWEIS VON ENZYMEN UND MESSUNG DER ENZYMAKTIVITAET 197 5.4.
BEDINGUNGEN DER ENZYMAKTIVITAET 198
5.4.1. EINFLUSS DER TEMPERATUR 198
5.4.2. EINFLUSS DES PH-WERTES 199
5.4.3. EFFEKTOREN DER ENZYMWIRKUNG 199
5.5. ENZYMKINETIK 200
5.5.1. ENZYMHEMMUNGEN 204
5.5.2. FEINMECHANISMUS DER ENZYMKATALYSE 205
5.5.3. ALLOSTERISCHE EFFEKTE 207
5.6. BIOLOGIE DER ENZYME 214
5.6.1. ISOENZYME 216
5.6.2. AGGREGATION VON ENZYMEN (MULTIENZYM-SYSTEME) 217
5.7. EINTEILUNG UND NOMENKLATUR DER ENZYME 220
6. DIE ZELLE ALS ORT DES STOFFWECHSELS 225
6.1. BAU UND FEINBAU DER EUKARYOTISCHEN ZELLE 226
6.2. DIE SUPRAMOLEKULAREN STRUKTUREN DER ZELLE 230
6.3. DIE ZELLKOMPARTIMENTE UND IHRE BIOCHEMISCHE FUNKTION 234
6.3.1. DER ZELLKERN (NUCLEUS) 235
6.3.2. DIE KOMPARTIMENTE DES ANABOLISMUS 237
6.3.2.1. DIE PHOTOSYNTHESEORGANELLE (CHLOROPLASTEN UND CHROMATOPHOREN) .
. 237 6.3.2.2. DIE RIBOSOMEN (POLYSOMEN) ALS ORTE DER PROTEINBIOSYNTHESE
UND DAS ENDOPLASMATISCHE RETIKULUM 240
6.3.2.3. DIE DIKTYOSOMEN (GOLGI-APPARAT) 243
IMAGE 3
6.3.2.3.1. BESCHAFFENHEIT UND AUFBAU DER PFLANZLICHEN ZELLWAND 244
6.3.3. DIE PLASTEN DES KATABOLISMUS 247
6.3.3.1. DIE MITOCHONDRIEN 248
6.3.3.2. DIE LYSOSOMEN 250
7. PRINZIPIEN DER STOFFWECHSELREGULATION 253
7.1. REGULATION VON ENZYMAKTIVITAET, ENZYMSYNTHESE UND ENZYMABBAU 255
7.2. DIFFERENTIELLE GENEXPRESSION UND EFFEKTOREN DER DIFFERENZIERUNG . .
2 61 7.3. HORMONE UND IHRE WIRKUNGEN 266
7.3.1. PFLANZLICHE WACHSTAMSREGULATOREN (PHYTOHORMONE) 273
8. METHODEN DER BIOCHEMIE 279
8.1. DIE MUTANTENTECHNIK IN DER BIOCHEMIE 279
8.1.1. TYPEN VON MUTANTEN 283
8.1.2. ANGEBORENE STOFFWECHSELSTOERUNGEN (NATUERLICHE ENZYMHEMMUNGEN) .
284 8.2. DIE TRACER-TECHNIK (*LEITISOTOPEN-TECHNIK ) 285
9. BAU UND WIRKUNGSWEISE DER COENZYME 289
9.1. COENZYME DER OXYDOREDUKTION (WASSERSTOFFUEBERTRAGENDE COENZYME) 293
9.2. COENZYME FUER DEN CI-TRANSFER 300
9.3. COENZYME FUER DEN C2-TRANSFER 307
9.4. WEITERE COENZYME 315
9.5. BIOGENESE FUNKTIONELLER GRUPPEN 321
9.6. VITAMINE UND COENZYME 322
10. DER STOFFWECHSEL DES KOHLENSTOFFS 325
10.1. KATABOLISCHE SEQUENZEN IM KOHLENHYDRATSTOFFWECHSEL 325 10.1.1. DAS
GLYKOLYSE-SCHEMA 326
10.1.2. ZUCKERTRANSFORMATIONEN 336
10.1.3. DIE DIREKTE GLUCOSEOXYDATION UND DER OXYDATIVE PENTOSEPHOSPHAT-
ZYKLUS (HMP-WEG) 339
10.2. DER STOFFWECHSEL DES ACETATS 343
10.2.1. DIE ZENTRALBAHN DES TRICARBONSAEURE-ZYKLUS UND IHRE
JSTACHFUELLBAHNEN 345 10.2.2. MECHANISMEN DER SYNTHESE VON ACETYL-COENZYM
A 356
10.2.2.1. OXYDATIVE DECARBOXYLIERUNG VON PYRUVAT 356
10.2.2.2. DIE OXYDATION DER FETTSAEUREN 358
10.2.3. ACETYL-COENZYM A ALS PRECURSOR DER SYNTHESE VON BIOMOLEKUELEN .
365 10.2.3.1. SYNTHESE DER FETTSAEUREN 365
10.2.3.2. LIPIDSYNTHESEN 368
10.2.3.3. ISOPRENOIDLIPID-BIOSYNTHESE 370
10.3. DIE PHOTOSYNTHESE (PRIMAERSYNTHESE VON KOHLENSTOFFGERUESTEN) . . .
374 10.3.1. LICHT- UND DUNKELREAKTIONEN 378
10.3.2. DIE BEIDEN LICHTREAKTIONEN DER PHOTOSYNTHESE UND DIE PHOTO-
PHOSPHORYLIERUNG 380
10.3.3. DER WEG DES KOHLENSTOFFS BEI DER PHOTOSYNTHESE 387
10.4. ABBAU UND SYNTHESE VON GLYKOGEN 391
10.4.1. REGULATION VON GLYKOGENSYNTHESE UND GLYKOGENABBAU 395 10.5.
AROMATENBIOSYNTHESEN (AROMATISIERUNGSKONZEPTIONEN DES STOFF- WECHSELS)
400
10.5.1. DIE VERHOLZUNG PFLANZLICHER ZELLWAENDE (LIGNIN ALS WICHTIGSTES
IN- KRUSTATIONSMATERIAL) 407
IMAGE 4
11. DER STOFFWECHSEL DES WASSERSTOFFS UND SAUERSTOFFS 411
11.1. DAS SYSTEM DER ATMUNGSKETTE UND SEINE ORGANISATION 411
11.1.1. DIE LOKALISATION DER ATMUNGSKETTE IN DEN MITOOHONDRIEN 416
11.1.2. FUNKTIONELLE ASPEKTE DER ATMUNGSKETTE 419
11.2. DER STOFFWECHSEL DES WASSERSTOFFS 422
11.2.1. DIEREDOXINE 424
11.3. DER STOFFWECHSEL DES SAUERSTOFFS 428
12. DER STOFFWECHSEL DES STICKSTOFFS 433
12.1. BIOLOGISCHE STICKSTOFFBINDUNG 433
12.1.1. ENZYMATIK DER STICKSTOFFBINDUNG 435
12.1.2. SYMBIONTISCHE LUFTSTICKSTOFFBINDUNG 440
12.2. NITRATREDUKTION 443
12.3. AMMONIAKASSIMILATION 446
12.4. GRUPPENUEBERTRAGUNGSREAKTIONEN IM AMINOSAEURESTOFFWECHSEL . . .. 451
12.5. BIOSYNTHESE VON AMINOSAEUREN 454
12.6. BIOLOGISCHE PEPTIDSYNTHESEN 457
12.7. BIOSYNTHESEN N-HETEROZYKLISCHER VERBINDUNGEN, DIE SICH AUS AMINO-
SAEUREN ABLEITEN 459
12.7.1. PURIN- UND PYRIMIDINBIOSYNTHESE 463
12.7.1.1. PURIN- UND PYRIMIDIN-INTERKONVERSIONEN 469
12.8. PROTEINABBAU UND AMMONIAKENTGIFTUNG 472
12.8.1. PROTEOLYSE 472
12.8.2. AMINOSAEUREKATABOLISMUS UND AMMONIAKENTGIFTUNG 476
12.9. DIE KATABOLISCHEN REAKTIONEN IM NUCLEINSAEURESTOFFWECHSEL . . ..
482
12.9.1. OXYDATIVER PURINABBAU 483
12.9.2. REDUKTIVOR PYRIMIDINABBAU 486
13. DER STOFFWECHSEL DES SCHWEFELS 487
13.1. METABOLISMUS DER SCHWEFELAMINOSAEUREN 493
14. DIE PROTEINBIOSYNTHESE UND DER GENETISCHE CODE 499
14.1. DNS ALS GENETISCHES MATERIAL 499
14.2. DIE GENEXPRESSION UND DER GENETISCHE CODE 502
14.3. DIE PROTEINBIOSYNTHESE 506
14.4. HEMMSTOFFE DES NUCLEINSAEURE- UND PROTEINSTOFFWECHSELS 510
15. DIE BIOCHEMISCHE LITERATUR 517
16. REGISTER 525
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