UEber die Autoren 7
UEber die UEberarbeiterin 7
Einleitung 19
UEber dieses Buch 20
Konventionen in diesem Buch 20
Was Sie nicht lesen muessen 20
Toerichte Annahmen ueber den Leser 21
Wie dieses Buch aufgebaut ist 21
Teil I: Vorhang auf: Grundlagen der Biochemie 21
Teil II: Das Fleisch der Biochemie: Proteine 21
Teil III: Kohlenhydrate, Lipide, Nukleinsaeuren und mehr 21
Teil IV: Bioenergetik und Reaktionswege 22
Teil V: Genetik: Warum wir sind, was wir sind 22
Teil VI: Der Top-Ten-Teil 22
Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 22
Wie es weitergeht 23
Teil I Vorhang Auf: Grundlagen Der Biochemie 25
Kapitel 1 Biochemie: Was Sie darueber wissen sollten - und wozu 27
Warum interessieren Sie sich fuer Biochemie? 27
Was genau ist eigentlich Biochemie? 28
Pro- und eukaryotische Zelltypen 28
Prokaryoten 29
Eukaryoten 29
Typische Bestandteile einer Tierzelle 30
Ein kurzer Blick in eine Pflanzenzelle 33
Kapitel 2 Eintauchen: Die Chemie des Wassers 35
Was Sie ueber H2O (Wasser) wissen sollten 35
Wer ist hier wasserscheu? Physikalische Eigenschaften des Wassers 36
Die wichtigste biochemische Rolle des Wassers: Loesungsmittel 38
Die Wasserstoffionenkonzentration: Saeuren und Basen 40
Die Balance halten 40
Was sagen die Werte der pH-Skala? 41
Den pOH-Wert berechnen 43
Stark und schwach: Die Broensted-Lowry-Theorie 43
Puffer und pH-Kontrolle 47
Verbreitete physiologische Puffer 47
Den pH-Wert eines Puffers berechnen 49
Kapitel 3 Spass mit Kohlenstoff: Organische Chemie 51
Die Rolle des Kohlenstoffs im Laufe der Zeit 51
Komplizierte Zahlenspiele: Kohlenstoffbindungen 53
Magische Anziehungskraefte - Bindungsstaerken 54
Von Fans und Phobikern - die Interaktion mit Wasser 55
Wie die Bindungsstaerke die Eigenschaften einer Substanz beeinflusst 56
Hier ist was los! Die funktionellen Gruppen eines Molekuels 57
Party? Nein danke! - Kohlenwasserstoffe pur 57
Funktionelle Gruppen mit Sauerstoff und Schwefel 58
Stickstoffhaltige funktionelle Gruppen 58
Phosphorhaltige funktionelle Gruppen 60
Wer macht was? Ein Exkurs zu funktionellen Gruppen 60
Die pH-Abhaengigkeit der funktionellen Gruppen 63
Gleiche Zusammensetzung, andere Struktur: Isomerie 64
Cis-trans-Isomere 64
Chirale Kohlenstoffe 65
Teil II Das Fleisch Der Biochemie: Proteine 69
Kapitel 4 Aminosaeuren: Die Bausteine der Proteine 71
Allgemeine Eigenschaften der Aminosaeuren 72
Positiv und negativ: Aminosaeuren sind Zwitterionen 72
Protoniert oder nicht? pH-Wert und isoelektrischer Punkt 73
Asymmetrie: Chirale Aminosaeuren 74
Die >>magischen<< 20 Aminosaeuren 75
Unpolare (hydrophobe) und ungeladene Aminosaeuren 75
Polare (hydrophile) und ungeladene Aminosaeuren 76
Saure Aminosaeuren 78
Basische Aminosaeuren 78
Die selteneren Ausnahmen 79
Nicht zu vergessen: Nicht proteinogene Aminosaeuren 80
Intermolekulare Kraefte: Wie Aminosaeuren mit anderen Molekuelen wechselwirken 80
Wie der pH-Wert die Wechselwirkungen beeinflusst 81
Aminosaeuren verknuepfen: Eine Bauanleitung 83
Die Peptidbindung und das Dipeptid 83
Das Tripeptid: Aus zwei mach drei 85
Kapitel 5 Struktur und Funktion von Proteinen 87
Proteine - mehr als nur das Steak auf Ihrem Teller 87
Die Primaerstruktur: Was alle Proteine verbindet 89
Ein Protein basteln - die Kurzanleitung 89
Aminosaeuren in Reih und Glied 90
Ein Beispiel: Die Primaerstruktur von Insulin 91
Sekundaerstruktur: Fast jedes Protein hat sie 92
Die ?-Helix 93
Das ?-Faltblatt 94
Haarnadelstrukturen und ?-Loops 96
Tertiaerstruktur: Eine Strukturebene vieler Proteine 96
Quartaerstruktur: Proteine aus mehreren Untereinheiten 97
Proteine isolieren und analysieren 97
Proteine aus einer Zelle isolieren 97
Unter der Lupe: Die Aminosaeuresequenz eines Proteins naeher betrachten 100
Kapitel 6 Enzymkinetik: Mit Hilfe schneller ans Ziel 105
Enzymklassifizierung: Wer macht den Job? 106
Einer mehr, einer weniger: Oxidoreduktasen 107
Von hier nach da schieben: Transferasen 108
Wieder Wasser im Spiel: Hydrolasen 108
Vor uns ist nichts sicher: Lyasen 109
Wir sorgen fuer Aufmischung: Isomerasen 109
Aus zwei mach eins: Ligasen 110
Enzyme als Katalysatoren: Wir machen Tempo 111
Katalysemodelle: Schluessel-Schloss versus induzierte Passform 111
Einige Bemerkungen zur Kinetik 112
Enzymassays: Ohne Rahmenbedingungen geht es nicht 114
Die Messung der Geschwindigkeit 114
Enzymaktivitaeten messen: Die Michaelis-Menten-Gleichung 116
Ideale Anwendungen 118
Realistische Anwendungen 119
Lineweaver-Burk-Diagramm 120
Enzymhemmung: Der Bolzen im Getriebe 122
Kompetitive Hemmung 122
Nichtkompetitive Hemmung 122
Wie sich Inhibition grafisch zeigen laesst 122
Enzymregulierung 123
Allosterische Kontrolle 124
Verschiedene Enzymformen 124
Kovalente Modifikation 124
Proteolytische Aktivierung 124
Teil III Kohlenhydrate, Lipide, Nukleinsaeuren und Mehr 127
Kapitel 7 Wecken Gelueste: Kohlenhydrate 129
Eigenschaften von Kohlenhydraten 130
Die chirale Natur der Kohlenstoffe 130
Es gibt mehrere Chiralitaetszentren 131
Ein zuckersuesses Thema: Die Monosaccharide 133
Die stabilsten Formen der Monosaccharide: Pyranosen und Furanosen 133
Chemische Eigenschaften von Monosacchariden 135
Derivate der Monosaccharide 135
Die haeufigsten Monosaccharide 137
Am Anfang allen Lebens: Ribose und Desoxyribose 137
Wenn sich Zucker die Haende reichen: Oligosaccharide 138
Eins und eins macht zwei: Disaccharide 138
Speicherformen in Pflanzen und Tieren: Polysaccharide 141
Kapitel 8 Lipide und Membranen 145
Ohne Fett geht nichts: Ein UEberblick 145
Die Fettsaeuren 147
Ein fettes Thema: Triglyzeride 148
Eigenschaften und Struktur von Fetten 148
Seifen im Einsatz: Wir spalten die Triglyzeride 149
Alles andere als einfach: Komplexe Lipide 150
Phosphoglyzeride 150
Sphingolipide 152
Sphingophospholipide 153
Membranen: Bipolaritaet und Doppelschicht 153
Die Huerde ueberwinden: Transport durch Membranen 155
Steroide fuer Muskelspiele - und viel, viel mehr 157
Prostaglandine, Thromboxane und Leukotriene - die wilden Drei 158
Kapitel 9 Nukleinsaeuren und der Code des Lebens 161
Nukleotide: Die Bausteine der DNA und RNA 162
Speicher fuer genetische Information: Die Stickstoffbasen 162
Auf der suessen Seite des Lebens: Die Zucker 164
Auf der sauren Seite des Lebens: Phosphate 164
Vom Nukleosid ueber das Nukleotid zur Nukleinsaeure 164
Die erste Reaktion: Stickstoffbase + Zucker = Nukleosid 165
Die zweite Reaktion: Phosphorsaeure + Nukleosid = Nukleotid 166
Die dritte Reaktion: Viele Nukleotide bilden eine Nukleinsaeure 166
Dogmatisches Wissen ist gefragt ... 168
DNA und RNA im grossen Plan des Lebens 168
Die Struktur der Nukleinsaeuren 169
Kapitel 10 Vitamine und Naehrstoffe 173
Mehr als nur ein Apfel am Tag: Das Einmaleins der Vitamine 174
Wer A sagt, muss auch B sagen: Die Vitamine der B-Gruppe 175
Vitamin B1 (Thiamin) 175
Vitamin B2 (Riboflavin) 176
Vitamin B3 (Niacin) 176
Vitamin B6 (Pyridoxin) 178
Biotin 180
Folsaeure 180
Vitamin B5 (Pantothensaeure) 181
Das Wundermittel: Vitamin B12 182
Vitamin A 184
Vitamin D 185
Vitamin E 187
Vitamin K 188
Vitamin C 189
Kapitel 11 Die stillen Akteure: Hormone 191
Strukturen einiger Schluesselhormone 191
Protein- oder Peptidhormone 192
Steroidhormone 193
Aminhormone 194
Wie bei Dornroeschen: Die Prohormone 195
Proinsulin 195
Angiotensinogen 196
Kampf oder Flucht: Hormonfunktion 196
Wie Lob und Tadel - Regelkreise (Feedback-Regulation) 197
Modelle hormoneller Aktivitaet 199
Teil IV Bioenergetik und Reaktionswege 203
Kapitel 12 Leben und Energie 205
ATP: Energiespritze fuer alle Systeme 205
ATP und freie Energie 206
ATP als Energietransporter 207
Mit ATP verwandte Molekuele 210
Die Nukleosidtriphosphat-Familie 210
So einfach wie 1-2-3: AMP, ADP und ATP 212
Stoffwechsel in Zahlen 212
Was passiert bei einer Nulldiaet? 214
Kapitel 13 ATP: Das Waehrungssystem des Koerpers 215
Metabolismus Teil I: Glykolyse 215
Von Glukose zum Pyruvat: Der Anfang aller Dinge 218
Wie effizient sind Gaerung und Atmung? 220
Das Ganze einmal umgedreht: Glukoneogenese 220
Alkoholische Gaerung: Von Pyruvat zu Ethanol 222
Metabolismus Teil II: Der Citratzyklus (Krebs-Zyklus) 223
Bald geht's rund: Die Synthese von Acetyl-CoA 225
Die drei sind ein Team: Tricarbonsaeuren 227
Jetzt wird Gas gegeben: Oxidative Decarboxylierung 227
UEber Succinyl-CoA zu Succinat und GTP 227
Regeneration von Oxalacetat 228
Aminosaeuren als Energiequelle 228
Metabolismus Teil III: Elektronentransport und oxidative Phosphorylierung 230
Das Elektronentransportsystem 230
Die oxidative Phosphorylierung 236
Theorien ... Hypothesen ... Die chemiosmotische Kopplung 237
Am Ziel angelangt: Die ATP-Ausbeute 237
Und wieder wird's fettig: Die ?-Oxidation 238
Verkoerpern auch Energie: Ketonkoerper 240
Investition in die Zukunft: Biosynthese 242
Fettsaeuren 242
Die Synthese der Membranlipide 245
Aminosaeuren 246
Kapitel 14 Ein >>anruechiges<< Thema: Stickstoff in biologischen Systemen 251
Ringelrein mit Stickstoffen: Purine 251
Die Biosynthese von Purinen 252
Was mag das nur kosten? 256
Die Biosynthese von Pyrimidinen 259
Alles beginnt mit Carbamoylphosphat 259
Naechster Halt: Orotat 260
Und Endstation: Cytidin 261
Noch mal zum Anfang: Katabolismus 262
Der Abbau der Purine 262
Aminosaeurekatabolismus 263
Der Abbau von Haemoglobin 264
Abfallbeseitigung: Der Harnstoffzyklus 264
Aminosaeuren, ein letzter Akt 267
Stoffwechselkrankheiten und ihre Ursachen 267
Gicht 268
Lesch-Nyhan-Syndrom 268
Albinismus 269
Alkaptonurie 269
Phenylketonurie 269
Teil V Genetik: Warum Wir Sind, Was Wir Sind 271
Kapitel 15 DNA fotokopieren 273
Aus eins mach zwei: DNA-Replikation 274
DNA-Polymerasen 277
Das aktuelle Modell der DNA-Replikation 278
Die Mechanismen der DNA-Reparatur 281
Mutationen: Gut, schlecht oder neutral 282
Restriktionsenzyme 284
Mendel waere begeistert: Rekombinante DNA 285
Ein spannungsreiches Thema: DNA-Analyse 286
DNA-Sequenzierung 288
Das war wohl der Gaertner: Forensische Anwendungen 289
Erbkrankheiten und andere Anwendungsmoeglichkeiten der DNA-Analytik 292
Sichelzellenanaemie 293
Haemochromatose 293
Mukoviszidose 294
Haemophilie 294
Tay-Sachs-Syndrom 294
Kapitel 16 Schoen abschreiben bitte! RNA-Transkription 297
Arten der RNA 297
Was RNA-Polymerasen brauchen 298
Transkription stromauf, stromab 299
Die RNA-Polymerase der Prokaryoten 302
Die Extras der Eukaryoten 305
RNA-Spleissen und RNA-Editing 307
Der genetische Code 308
Vom Codon zur Aminosaeure 308
Translation von A bis Z 310
Modelle der Genregulation 311
Das Jacob-Monod-Modell (Operonmodell) 312
Regulation eukaryotischer Gene 314
Kapitel 17 Korrekt uebersetzen -Translation 319
Bitte keine Fehler! 319
Warum die Translation so wichtig ist 319
Trautes Heim, Glueck allein: Das Ribosom 320
Das Team 321
Der Mannschaftskapitaen: rRNA 321
Der Spielmacher: mRNA 321
Passgenaues Zuspiel: tRNA 322
Das Aufwaermtraining: Aminosaeuren aktivieren 324
Und ... Anpfiff: Proteinsynthese 326
Aktivierung 327
Initiation 327
Elongation 327
Termination 328
Die Wobble-Hypothese 328
Unterschiede bei eukaryotischen Zellen 330
Ribosomen 330
Initiator-tRNA 330
Initiationsphase 330
Elongation und Termination 330
Teil VI Der Top-Ten-Teil 331
Kapitel 18 Zehn beeindruckende Einsatzgebiete der Biochemie 333
Ames-Test 333
Schwangerschaftstests 334
HIV-Tests 334
Brustkrebsuntersuchungen 334
Praenatale Gentests 334
PKU-Screening 335
Gentechnisch veraenderte Nahrungsmittel (>>Genfood<<) 335
Gentechnik 335
Klonen 336
Gentherapie 336
Kapitel 19 Zehn Karrierewege in der Biochemie 337
Wissenschaftlicher Mitarbeiter 337
Pflanzenzuechter 338
Qualitaetskontrollanalytiker 338
Klinischer Forschungsassistent 338
Technischer Redakteur 338
Biochemischer Entwicklungsingenieur 339
Marktforschungsanalytiker 339
Patentanwalt 339
Pharmareferent 339
Biostatistiker 340
Ein letzter Tipp 340
Stichwortverzeichnis 341
