fbpx
Wikipedia

Biochemie

Struktur von Hämoglobin – einem weit verbreiteten Biomolekül

Die Biochemie beschäftigt sich mit:

  • der Untersuchung biomolekularer Strukturen: wie sind die Biomoleküle aufgebaut, wie ist der molekulare Aufbau des Organismus der Lebewesen, wie werden die molekularen Bausteine bereitgestellt und wie wechselwirken sie miteinander?
  • der Untersuchung des Stoffwechsels: welche Stoffe werden von Lebewesen wie umgesetzt, welche bioenergetischen Voraussetzungen sind nötig, welche Biokatalysatoren sind beteiligt, wie verlaufen die jeweiligen Mechanismen der Stoffumsätze und wie wird der Stoffwechsel gesteuert?
  • der Untersuchung des Informationsaustauschs innerhalb eines Organismus und zwischen Organismen: wie wird Information gespeichert, abgerufen und weitergeleitet, wie werden verschiedene Systeme innerhalb einer Zelle, zwischen verschiedenen Zellen und zwischen Organismen koordiniert?

Im Zuge dessen konzentrieren sich die Betrachtungen auf die organischen Stoffgruppen der Nukleinsäuren, Proteine, Lipide und anderer Kohlenhydrate sowie deren Derivate, welche im Allgemeinen als Biomoleküle bezeichnet werden. Der überwiegende Teil der biochemisch wichtigen Vorgänge spielen sich in Lebewesen und somit in wässrigem Milieu ab.

In der Biochemie wird eine Vielzahl von Methoden aus verschiedenen Gebieten angewandt. Die klassische Biochemie bedient sich vor allem der analytischen Chemie, organischen Chemie, physikalischen Chemie und der Physik. Wichtige Techniken sind dabei (Ultra-)Zentrifugation, Ultraschallaufschluss, SDS-Gelelektrophorese, Chromatographie, Elektrophorese, Spektroskopie, radioaktive Markierung (Tracer (Nuklearmedizin)), Isotopentechniken, Kristallisation, potentiometrische, elektrometrische, polarographische und manometrische Techniken, Zellwandaufbruch durch Abkühlung, der Ames-Test in den letzten Jahrzehnten kamen dazu auch molekularbiologische Methoden und Methoden aus der Informatik, der Mikrobiologie und anderen Fächern. Hinzu kommt in der modernen Biochemie stets die quantitative Auswertung der Ergebnisse mit mathematischen Methoden und die Bildung von formalen Theorien mit Hilfe der Mathematik.

Schlosslabor Hohentübingen, um 1870, eines der frühesten biochemischen Labore, heute aktuelle Dauerausstellung „Schlosslabor Tübingen. Wiege der Biochemie“, Museum der Universität Tübingen MUT
Justus von Liebig in seinem Labor im Jahre 1840, einer Zeit, in der das Fach Biochemie noch Physiologische Chemie genannt wurde. Sechs Jahre später entdeckte von Liebig die Aminosäure Tyrosin.
Im 19. Jahrhundert begann man, sich für die chemische Zusammensetzung von Gallensteinen zu interessieren. Auch klinische Bezüge zum Auftreten der Steine, bevorzugt bei Frauen und bei Adipositas, werden hergestellt und systematisch untersucht. Die frühen Biochemiker empfehlen zur Prävention Pflanzenkost.
Die Heilung des Kropfes gelang ab 1820 auf dem Wege biochemischer Forschung. Am Anfang stand die Gabe von Jod. Erst 1926 erkannte man dann den Zusammenhang mit Hormonen.
Eduard Buchner erhielt für seine biochemischen Forschungen 1907 den Nobelpreis.
Mehr als zehn Versuchshunde benötigte Frederick Banting, bis Insulin 1921 als Heilmittel bei Diabetes nachgewiesen und entdeckt war.

Anfänge

Seit Beginn des 19. Jahrhunderts wurden von organischen Chemikern die stoffliche Zusammensetzung von Tieren und Pflanzen und ab etwa 1840 auch komplexe Stoffwechselvorgänge systematisch untersucht. Es konnte von biologischem Material durch die Elementaranalyse der Kohlenstoff-, Wasserstoff-, Stickstoff- und Schwefelgehalt bestimmt werden. Ab 1860 konnten chemische Strukturformeln von Stoffen aus der elementaren Zusammensetzung durch gedankliche Kombination ermittelt werden, nun begann eine gründliche Suche nach den biologischen Körpern in Organismen. Die Suche war aufgrund der sehr geringen Stoffmenge von Biomolekülen und der mangelhaften Nachweismethoden – selbst die Elementaranalyse benötigte größere Stoffmengen – sehr zeitraubend und nicht immer erfolgreich. Erst mit Verbesserung der analytischen Geräte ab 1950 wurde die Suche und Strukturaufklärung von Biomolekülen einfacher. Eines der weltweit ersten biochemischen – damals physiologisch-chemischen – Labore wurde 1818 in der einstigen Küche des Schlosses Hohentübingen (Eberhard Karls Universität Tübingen) von Georg Carl Ludwig Sigwart und Julius Eugen Schlossberger eingerichtet. In ihm wurde von Felix Hoppe-Seyler 1861 das Hämoglobin und von seinem Schüler Friedrich Miescher 1869 die Nukleinsäure entdeckt.

Das Fach Physiologische Chemie spaltete sich 1922 von der Physiologie ab. Grundsteine für eine physiologische Chemie wurden jedoch schon früher, beispielsweise um 1840 durch Joseph von Scherer, den Begründer der Klinischen Chemie, gelegt.

Proteine und Fette

Hauptartikel: Fette und Protein

Fette wurden von Eugène Chevreul und später von Heinrich Wilhelm Heintz untersucht. Gerardus Johannes Mulder konnte aus dem Fibrin des Blutes einen gelantinösen Niederschlag herstellen und gab ihm den Namen Protein. Louis-Nicolas Vauquelin untersuchte die Zusammensetzung der Haare und fand dort die chemischen Elemente Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel.

Aminosäure

Hauptartikel: Aminosäuren

Pierre Jean Robiquet und Louis-Nicolas Vauquelin fanden auch die erste Aminosäure, die sie im Jahre 1805 isolierten: Asparagin. Joseph Louis Proust entdeckte Leucin (1818), Justus von Liebig Tyrosin (1846). Zwischen 1865 und 1901 wurden weitere 12 Aminosäuren entdeckt, davon entdeckte Ernst Schulze drei neue Aminosäuren: Glutamin, Phenylalanin und Arginin. Erste Peptidsynthesen wurden von Emil Fischer ab 1901 unternommen.

Justus Liebig erkannte, dass in der Hefe ein besonderer Stoff enthalten sein musste, der die Gärung auslöst. Er nannte diesen Stoff Bios. Zum ersten Mal verwendet wurde der Begriff Biochemie, als Vinzenz Kletzinsky (1826–1882) im Jahre 1858 sein Compendium der Biochemie in Wien drucken ließ. Felix Hoppe-Seyler (Milchsäure aus Glykogen, Oxidations- und Reduktionsfermenten, Hämoglobin), Georg Carl Ludwig Sigwart (Analysen von Gallen- und Harnsteinen), Anselme Payen (1833: Amylase), Julius Eugen Schlossberger (Kreatin, Hämocyanin) erweiterten die biochemischen Kenntnisse.

Enzyme

Hauptartikel: Enzym

Entdeckt wurde Amylase (damals noch Diastase) 1833 vom französischen Chemiker Anselme Payen in einer Malzlösung. Damit war Diastase das erste Enzym, das man gefunden hat.

Anfang des 19. Jahrhunderts war auch bekannt, dass bei der Gärung von abgestorbenen Organismen der Sauerstoff aus der Luft nötig ist, ferner Temperatur und Wasser auf diesen Prozess einen Einfluss hatten. Bei toten Tieren und Menschen setzt die Fäulnisbildung zuerst an den Stellen ein, die mit der Luft in Berührung kommen. Auch bei pflanzlichen Stoffen, der Bildung von Alkohol aus einer Traubensaftlösung oder der Versäuerung von Milch erkannten Chemiker, allen voran Louis Pasteur, Gärungsprozesse. Pasteur entdeckte bei der Untersuchung der wirtschaftlich bedeutsamen Zuckervergärung zu Alkohol durch Hefepilze, dass diese nicht wie bis dahin meist angenommen auf Fäulnisprozesse und abgestorbene Lebewesen zurückgehen, sondern ein Prozess in lebenden Organismen ist, die dafür Fermente (Enzyme) einsetzen. Der Körper, der diese Prozesse begünstigte, wurde Ferment genannt. Eduard Buchner entdeckte 1896 die zellfreie Gärung. James Batcheller Sumner isolierte 1926 das Enzym der Schwertbohne und behauptete, dass alle Enzyme Proteine sein müssten.

John Howard Northrop isolierte wenige Jahre später Pepsin, Trypsin und Chymotrypsin in kristalliner Form und konnte Sumners Hypothese bestätigen.

Nukleinsäure

Hauptartikel: Nukleinsäuren

Der Physiologe Friedrich Miescher hatte 1869 die Nucleoproteide im Zellkern entdeckt. Albrecht Kossel entdeckte die Nukleinsäure Adenin (1885). Weitere Nukleinsäuren erhielt er aus tierischem Extrakt, und zwar Guanin, Xanthin (1893), Thymin (1894), Cytosin und Uracil (1903). Emil Fischer gelangen die ersten Synthesen des Adenins, Theophyllins, Thymins und Uracils (1897–1903). Phoebus Levene untersuchte die Verknüpfung von einer Nukleinsäure mit einer Pentose und einem Phosphat zum Mono-Nukleotid (1908).

Kohlenhydrate

Hauptartikel: Kohlenhydrate

Kohlenhydrate sind ein wichtiger Bestandteil unserer Nahrung, sie wurden daher zeitig von Biochemikern untersucht. Sowohl Stärke als auch Zucker werden zu Glucose abgebaut und bei einem Überangebot in der Leber als Glykogen gespeichert. Ein konstanter Blutzuckergehalt ist für das Gehirn und die Muskeln lebensnotwendig. Adolf von Baeyer gab 1870 bereits eine erste Formel zur Glucose an. Emil Fischer machte ab 1887 umfangreiche Forschungen zur Aufklärung der chemischen Strukturen von Zuckern mit Phenylhydrazin zu gut kristallisierbaren Osazonen. Im Jahr 1893 konnte er durch Umwandlung von Glucose mit Methanol zu Methylglykosid – das die Fehlingsche Lösung nicht reduzierte – beweisen, dass die Aldehydgruppe im Ring mit einer Hydroxygruppe verknüpft (glycosidisch) ist. Später (1922) folgerte Burckhardt Helferich, dass die Glucose in einem Sechsring (1,5-glykosidisch statt 1,4-glykosidisch) vorliegen musste. Weitere wichtige Arbeiten zur Zuckerchemie und deren strukturelle Darstellung leistete Norman Haworth; er synthetisierte auch erstmals das Vitamin C (bei Mangel tritt Skorbut auf), ein Säurederivat eines Zuckers.

Vitamine

Hauptartikel: Vitamin

Durch mangelhafte Ernährung starben zu Beginn des 20. Jahrhunderts noch viele Menschen. Im Jahr 1882 untersuchte Gustav von Bunge Ratten und Mäuse, die er nur mit Eiweiß, Kohlenhydraten und Fetten fütterte, deren Nahrung aber keine weiteren Beimischungen enthielten. Die Tiere starben. Menschen benötigen neben Eiweiß, Kohlenhydraten, Fetten noch Vitamine. Viele Vitamine wurden zu Beginn des 20. Jahrhunderts aufgefunden. Die Strukturaufklärung des Cholesterins (und damit der Gruppe der Steroide) durch Adolf Windaus war für die Strukturaufklärung und Bildung von Vitamin D (bei dessen Mangel Rachitis auftritt) bedeutsam. Windaus war auch mit der Aufklärung der Summenformel und Struktur von Vitamin B1 befasst. Sir Frederick Gowland Hopkins, ein Pionier der Biochemie in Großbritannien und Casimir Funk, der das Wort Vitamin prägte, leisteten bedeutende Forschungen zur Entdeckung des Vitamin B1 (bei Mangel tritt Beri-Beri auf). Hopkins entdeckte auch zwei essentielle Aminosäuren und wurde dafür 1929 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. Im Jahre 1926 entdeckte Otto Warburg das Atmungsferment Cytochromoxidase, ein Ferment im Zitronensäurezyklus und für Redoxvorgänge der Zelle, wofür er 1931 den Nobelpreis erhielt.

Hormone

Hauptartikel: Hormon

Stoffgruppen, die in menschlichen Organen produziert werden, nennt man nach Ernest Starling Hormone. Thomas Addison entdeckte 1849 eine Krankheit, die ihren Ursprung in den Nebennieren hat. T. B. Aldrich und Takamine Jōkichi (1901) extrahierten einen Stoff, den sie Adrenalin nannten, aus tierischen Nieren. Aldrich ermittelte die Summenformel und Friedrich Stolz gelang die chemischen Synthese (1904). Damit gelang der Biochemie 1904 erstmals die künstliche Herstellung eines Hormons.

Die Kropfbildung ist eine weitere hormonelle Krankheit der Schilddrüse, die seit 1820 nach Jean-Francois Coindet durch Iodgaben gemildert werden konnte. Erst 1915 glückte Edward Calvin Kendall die Isolierung einer kristallinischen Substanz der Schilddrüse. Er hielt sie fälschlicherweise für ein Oxindolderivat und nannte sie daher Thyroxin. Synthetisch wurde Thyroxin seit 1926 von Charles Robert Harington darstellbar.

Im Jahre 1935 isolierte Ernst Laqueur aus Stierhoden das von ihm so benannte Sexualhormon Testosteron. Auch von Adolf Butenandt wurden die Geschlechtshormone untersucht. Im Jahr 1929 isolierte er mit Estron eines der weiblichen Sexualhormone. Zwei Jahre später isolierte er mit Androsteron ein männliches Geschlechtshormon. Im Jahr 1934 entdeckte er das Hormon Progesteron. Durch seine Forschung wurde gezeigt, dass die Geschlechtshormone eng mit Steroiden verwandt sind. Seine Untersuchungen auf dem Gebiet der Sexualhormone ermöglichte die Synthese von Cortison sowie andere Steroide. Dies führte schließlich zur Entwicklung von modernen Verhütungsmitteln.

Der Mangel des Bauchspeichelhormons konnte durch Gabe von Rinder-Insulin 1920 durch Frederick Banting und Best gelindert werden. Erst 1953 wurde die Aminosäuresequenz von Insulin durch Frederick Sanger aufgeklärt.

In Lehrbüchern der Biochemie werden die Prozesse der Gärung von Zucker zu Ethanol und Milchsäure sowie der Aufbau von Glucose zu Glykogen ausführlich beschrieben. Diese Umwandlungen werden unter dem Stichwort Glykolyse zusammengefasst.

Die Energiegewinnung in lebenden Zellen erfolgt über den Abbau von Fetten, Aminosäuren und Kohlenhydraten über Oxalacetat zu Citrat durch Acetyl-S-CoA unter Freisetzung von Kohlendioxid und Energie. Acetyl-S-CoA enthält ein wasserlösliches Vitamin – die Pantothensäure. Dieser Prozess wurde von H. Krebs 1937 untersucht und wird Citratzyklus genannt.

Oxidationen von Biomolekülen in Zellen verlaufen über mehrere Enzyme an denen das Vitamin B2 beteiligt ist. Dieser Prozess wird in Lehrbüchern als oxidative Phosphorylierung oder Atmungskette beschrieben.

Ein weiterer biochemischer Prozess ist die Photosynthese. Kohlenstoffdioxid aus der Luft und Wasser wird durch Strahlungsenergie durch das Pigment Chlorophyll in Pflanzenzellen und phototrophen Mikroorganismen in Kohlenhydrate und Sauerstoff überführt.

Im menschlichen und tierischen Organismen wird überschüssige Energie aus der Nahrung in Form von Fetten gespeichert. Bei Energiemangel der Zellen werden diese Fette wieder abgebaut. Dieser Prozess erfolgt über die Oxidation von Fettsäuren mittels Acetyl-CoA.

Bei Krankheiten (schwere Diabetes) oder extremen Nahrungsmangel greifen Zellen auch auf Aminosäuren zur Energiegewinnung zurück. Dabei werden Proteine zu Aminosäuren und diese zu Kohlendioxid abgebaut. Der Harnstoffzyklus beschreibt die ablaufenden Umwandlungen.

In pflanzlichen und tierischen Zellen können Kohlenhydrate aus anderen Stoffen – beispielsweise der Milchsäure oder aus Aminosäuren – biochemisch aufgebaut werden. Die Untersuchungen zu den einzelnen biochemischen Schritten werden in Gluconeogenese untersucht. Ferner wurden die Biosynthesen von Aminosäuren, Nucleotiden, Porphyrinen, der Stickstoffzyklus in Pflanzen gründlich untersucht.

Ein weiterer Teilbereich der biochemischen Forschung ist die Resorption und der Transport von Stoffwechselprodukten durch das Blutplasma.

Die Weitergabe der gespeicherten Information im Zellkern auf der DNA (genauer: bestimmter Abschnitte der DNA, den Genen) zur Herstellung von Enzymen verläuft über die Replikation, Transkription und Proteinbiosynthese. Dies ist ein sehr wichtiges Gebiet der synthetischen Biochemie (Biotechnologie), da Bakterien auf ihrer zyklischen DNA (Plasmiden) dazu gebracht werden können, bestimmte Enzyme zu produzieren.

Einzelne Proteine können mittels Gel-Elektrophorese nachgewiesen werden. Durch den Edman-Abbau kann die Aminosäure-Sequenz des Proteins bestimmt werden.

Der Citratzyklus – ein biochemischer Stoffwechselweg

19. Jahrhundert

20. Jahrhundert

(Die Listen sind unvollständig)

Das Centrum für Chemie und Biomedizin (CCB) am Innrain in Innsbruck

Max-Planck-Institute und Leibniz-Institute

Führend in der biochemischen Forschung sind beispielsweise die Max-Planck-Institute der Max-Planck-Gesellschaft, aber auch die Leibniz-Institute der Leibniz-Gemeinschaft:

Universitätsinstitute und Fakultäten

Die Biochemie gehört zum festen Bestandteil der hochschulischen Ausbildung in den Naturwissenschaften. Vor allem Mediziner und Biologen, aber auch andere Naturwissenschaftler, widmen sich an den Universitäten dem Fach. So finden sich Institute für Biochemie an vielen deutschsprachigen Hochschulen:

In Deutschland:

In Österreich:

In der Schweiz:

Je nach Betrachtungswinkel wird die Biochemie in Bezug auf menschliche Erkrankungen als medizinische Biochemie, in Bezug auf Ökosysteme ökologische Biochemie, in Bezug auf Pflanzen als Pflanzenbiochemie, in Bezug auf das Immunsystem als Immunbiochemie und in Bezug auf das Nervensystem als Neurochemie bezeichnet. Ebenso wird die Biochemie nach Stoffgruppen eingeteilt, z. B. Proteinchemie, Nukleinsäurebiochemie, Kohlenhydratbiochemie und Lipidbiochemie. Small molecules werden von der Naturstoffchemie behandelt. Die Enzymologie und die Signaltransduktion stellen Sonderbereiche der Biochemie dar. Die Biophysikalische Chemie untersucht Biomoleküle und Lebewesen mit Methoden der physikalischen Chemie.

In der nachfolgenden Galerie findet sich eine Auswahl wichtiger Nobelpreisträger, die für Forschungen auf dem Gebiet der Biochemie (oder deren unmittelbare Nachbardisziplinen) ausgezeichnet wurden:

  • Hermann Emil Fischer erhielt 1902 den Nobelpreis für Chemie „als Anerkennung des außerordentlichen Verdienstes, das er sich durch seine Arbeiten auf dem Gebiet der Zucker- und Purin-Gruppen erworben hat“.

  • Der Biochemiker Otto Fritz Meyerhof bekam 1922 gemeinsam mit Archibald Vivian Hill für seine Forschungen über den Stoffwechsel im Muskel den Nobelpreis.

  • Otto Warburg erhielt 1931 für „die Entdeckung der Natur und der Funktion des Atmungsferments“ den Nobelpreis. Die Otto-Warburg-Medaille ist dagegen eine der wichtigsten Auszeichnungen im Bereich der Biochemie in Deutschland.

  • 1947 erhielten Gerty und Carl Cori gemeinsam mit Bernardo Alberto Houssay den Nobelpreis für ihre biochemischen Arbeiten über den Zucker-Stoffwechsel.

  • Auch für die Entdeckung des Citratzyklus von Hans Adolf Krebs gab es 1953 einen Nobelpreis.

  • James D. Watson erhielt 1962 den Nobelpreis für seine Forschungen zur DNA.

Studium

2008 gab es in Deutschland Studiengänge der Biochemie mit den Abschlüssen Diplom, Bachelor und Master. Die Diplomstudiengänge werden schrittweise durch konsekutive Bachelor- und Masterstudiengänge ersetzt:

  • Der Diplomstudiengang Biochemie hat eine Regelstudienzeit von 9 bis 10 Semestern, eine Höchststudiendauer von 13 bis 14 Semestern und führt zum berufsqualifizierenden Abschluss Diplom-Biochemiker/in.
  • Der Bachelorstudiengang Biochemie hat eine Regelstudienzeit von 6 bis 8 Semestern und führt zum berufsqualifizierenden Abschluss Bachelor of Science – Biochemie.
  • Der Masterstudiengang Biochemie hat eine Regelstudienzeit von 3 bis 4 Semestern nach dem Bachelor und führt zum berufsqualifizierenden Abschluss Master of Science – Biochemie.

Neben dem reinen Biochemie-Studium besteht die Möglichkeit, die Fachrichtungen Chemie oder Biologie zu studieren und während des Studiums den Fächerkanon Biochemie zu vertiefen. Eine Spezialisierung erfolgt üblicherweise durch Biochemie als Wahlpflichtfach bzw. Hauptfach sowie die Anfertigung einer Diplom-, Bachelor- oder Masterarbeit im Bereich der Biochemie. Diese Variante bietet den Vorteil, dass sich Studienanfänger nicht direkt für ein reines Biochemie-Studium entscheiden müssen. Vielmehr haben sie die Möglichkeit, im Grundstudium verschiedene Fächer kennenzulernen, um sich dann während des Hauptstudiums zu spezialisieren, z. B. in Biochemie. Die Möglichkeit dazu ist an vielen Universitäten gegeben und die Regelstudienzeiten entsprechen denen der reinen Biochemie-Studiengänge. Bei den Bachelor- und Masterstudiengängen hat sich inzwischen im Bereich der Biowissenschaften eine Vielfalt von Studiengängen mit unterschiedlichen Namen und Spezialisierungen etabliert. Ihnen ist gemeinsam, dass sie besonderen Wert auf die molekularen Grundlagen legen und einen hohen Praxisanteil in der Ausbildung haben (siehe Weblinks). Außerdem überschneidet sich zumeist ein großer Teil des (Grund-)Studiums mit den Studiengängen der Chemie sowie der Biologie, weist aber oft auch entscheidende Unterschiede auf (z. B. weniger Vertiefung im Bereich der Botanik, Zoologie oder der Anorganischen Chemie als im Chemie- bzw. Biologie-Studium). Ein besonderer Wert wird im Curriculum der Studiengänge auch auf die Module der Organische Chemie, Physikalischen Chemie und der Biochemie gelegt, da diese eine erforderliche Grundkenntnis für die Tätigkeit als Biochemiker darstellen.

Der Facharzt für Biochemie

Es besteht auch die Möglichkeit, nach einem absolvierten Medizinstudium in Deutschland als Facharzt für Biochemie tätig zu werden. Hierfür bedarf es einer vierjährigen Weiterbildungszeit. Auf diese anrechenbar ist

Am 31. Dezember 2010 waren 102 Fachärzte für Biochemie registriert, von denen einer niedergelassen war. 52 übten keine ärztliche Tätigkeit aus. Die Zahl der ärztlich tätigen registrierten Fachärzte für Biochemie reduzierte sich innerhalb des Jahrzehntes 2000–2010 um fast 50 %.

Portal: Biochemie – Übersicht zu Wikipedia-Inhalten zum Thema Biochemie

Lehrbücher

  • Donald Voet et al.: Lehrbuch der Biochemie. Wiley-VCH, 2002, ISBN 3-527-30519-X
  • Manfred Schartl, Manfred Gessler, Arnold von Eckardstein: Biochemie und Molekularbiologie des Menschen. 1. Auflage. Elsevier: München 2009. ISBN 978-3-437-43690-1
  • Philipp Christen, Rolf Jaussi: Biochemie. Eine Einführung mit 40 Lerneinheiten. Springer-Verlag, 2005, ISBN 3-540-21164-0
  • David L. Nelson & Michael M. Cox: Lehninger Biochemie. Springer, 4. vollständig überarbeitete & erweiterte Auflage, korrigierter Nachdruck 2011. (Übersetzung der 5. amerikanischen Auflage). ISBN 978-3-540-68637-8
  • Jeremy M. Berg, Lubert Stryer, John L. Tymoczko und diverse Übersetzer: Stryer Biochemie. Springer Spektrum, 7. Auflage 2012 ISBN 978-3-8274-2988-9 ()
  • David L. Nelson & Michael M. Cox: Lehninger Principles of Biochemistry. W. H. Freeman, 6th International Edition 2013. ISBN 978-1-4641-0962-1
  • Peter C. Heinrich et al.: Löffler/Petrides: Biochemie und Pathobiochemie. Springer, 9. vollständig überarbeitete Auflage 2014. ISBN 978-3-642-17971-6 (Print); ISBN 978-3-642-17972-3 (eBook)
  • Florian Horn: Biochemie des Menschen – Das Lehrbuch für das Medizinstudium. Thieme, Stuttgart, 6. überarbeitete Auflage, 2015, ISBN 978-3-13-130886-3 (Taschenbuch)
  • Joachim Rassow, Karin Hauser, Roland Netzker, Rainer Deutzmann: Duale Reihe Biochemie. Thieme, 4. Auflage 2016. ISBN 978-3-13-125354-5 (Taschenbuch)
  • Jan Koolman, Klaus-Heinrich Röhm: Taschenatlas der Biochemie des Menschen, 5. überarbeitete Auflage, Thieme Verlag GmbH, Stuttgart 2019, ISBN 978-3-13-241740-3

Geschichte der organischen Chemie und Biochemie

  • Graeme K. Hunter: Vital Forces. The discovery of the molecular basis of life. Academic Press, London 2000, ISBN 0-12-361811-8 (englisch)
  • Paul Walden: Geschichte der organischen Chemie seit 1880, Springer-Verlag, Berlin*Heidelberg*New York 1972, ISBN 3-540-05267-4
  • Uschi Schling-Brodersen: Biochemie. In: Werner E. Gerabek, Bernhard D. Haage, Gundolf Keil, Wolfgang Wegner (Hrsg.): Enzyklopädie Medizingeschichte. De Gruyter, Berlin/ New York 2005, ISBN 3-11-015714-4, S. 182 f.

Biochemische Wörterbücher

  • Peter Reuter: Taschenwörterbuch der Biochemie. Deutsch – Englisch / Englisch – Deutsch. Birkhäuser Verlag, Basel / Boston / Berlin 2000, ISBN 3-7643-6197-2.

Lehrmaterialien im Internet

  • – didaktisch hervorragendes Online-Lehrbuch
  • Michael W. King:

Biochemische Fachzeitschriften

  • (englisch) Zeitschrift der amerikanischen Gesellschaft für Biochemie und MolekularbiologieISSN
  • (englisch)ISSN
  • (englisch)ISSN
  • (englisch)ISSN
  • (englisch)ISSN
  • (englisch)ISSN
  • (englisch)ISSN
Commons: Biochemie – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wikibooks: Biochemie und Pathobiochemie – Lern- und Lehrmaterialien
Wiktionary: Biochemie – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
  1. Martin Sperling: Spezialisierung in der Medizin im Spiegel der Würzburger Geschichte. In: Würzburger medizinhistorische Mitteilungen. Band 3, 1985, S. 153–184, hier: S. 166.
  2. Dankwart Ackermann: Zur Entwicklung der Physiologie in Würzburg. In: Berihte der Physikalisch-medizinischen Gesellschaft zu Würzburg. Band 62, 1939, S. 32–38.
  3. Chevreul: Recherches chimiques sur les corps gras d'origine animale, Paris 1823.
  4. Journ. pr. Chemie, 68, 1.
  5. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 17, 1610 (1884)
  6. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 40, 1755, 1764 (1907)
  7. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 35, 3226 (1902).
  8. Lehninger Grundkurs Biochemie, Walter de Gruyter (1983), S. 65.
  9. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 18, 79, (1885).
  10. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 26, 2754 (1893).
  11. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 27, 2221, (1894).
  12. Hoppe Seylers Zeitschrift für physiologische Chemie 38, 49 (1903).
  13. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 30, 553, 2226 (1897).
  14. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 34, 3751 (1901).
  15. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 42, 335, 2469, 2474 (1909).
  16. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 3, 66 (1870).
  17. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 20, 821 (1887).
  18. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 26, 2400 (1893).
  19. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 56, 759 (1923).
  20. Kurt Schlösser: Kurzzeit Elektrophorese, Chemie in unserer Zeit (Februar 1971), S. 28–29.
  21. loeffle1: In: uni-marburg.de. Abgerufen am 23. Dezember 2016.
  22. Sylvia Rechel, Daniela Höcke: Institut für Biochemie. In: Name der Abteilung. ( [abgerufen am 23. Dezember 2016]).
  23. In: biochemie.uni-greifswald.de. Universität Greifswald, abgerufen am 1. Juni 2018.
  24. In: Institute of Biochemistry - Johann Wolfgang Goethe-University. Abgerufen am 7. Juli 2019 (englisch).
Teilbereiche der Chemie

Allgemeine Chemie · Anorganische Chemie · Biochemie · Organische Chemie · Physikalische Chemie · Technische Chemie · Theoretische Chemie


Agrochemie · Analytische Chemie · Atmosphärenchemie · Bauchemie · Bioanorganische Chemie · Biogeochemie · Bioorganische Chemie · Biophysikalische Chemie · Chemoinformatik · Chemometrik · Elektrochemie · Femtochemie · Festkörperchemie · Geochemie · Kernchemie · Klinische Chemie · Kohlechemie · Kolloidchemie · Kombinatorische Chemie · Kosmochemie · Lebensmittelchemie · Magnetochemie · Medizinische Chemie · Meereschemie · Metallorganische Chemie · Naturstoffchemie · Oberflächenchemie · Oleochemie · Petrochemie · Pharmazeutische Chemie · Photochemie · Physikalische Organische Chemie · Polymerchemie · Quantenchemie · Radiochemie · Supramolekulare Chemie · Stereochemie · Strahlenchemie · Strukturchemie · Textilchemie · Thermochemie · Umweltchemie

Normdaten (Sachbegriff): GND:(, ) | LCCN:

Biochemie
biochemie, lehre, chemischen, vorgängen, lebewesen, sprache, beobachten, bearbeiten, dieser, artikel, behandelt, naturwissenschaftliche, fachgebiet, gleichnamigen, mineralstofflehre, siehe, schüßler, salze, βίος, bíos, leben, chemie, oder, biologische, chemie,. Biochemie Lehre von chemischen Vorgangen in Lebewesen Sprache Beobachten Bearbeiten Dieser Artikel behandelt das naturwissenschaftliche Fachgebiet Biochemie zur gleichnamigen Mineralstofflehre siehe Schussler Salze Die Biochemie zu bios bios Leben und Chemie oder Biologische Chemie fruher auch Physiologische Chemie genannt ist die Lehre von chemischen Vorgangen in Lebewesen dem Stoffwechsel Chemie Biologie und Medizin sind in der Biochemie eng miteinander verzahnt Die Aufklarung und Heilung von Stoffwechselkrankheiten z B Hormonmangel z B Diabetes und Vitaminmangel wurden durch die Biochemie moglich Friedrich Wohler gilt als Pionier der organischen Chemie Als Erstem gelang es ihm Oxalsaure und Harnstoff die bisher nur von lebenden Organismen bekannt waren aus anorganischen Ausgangsverbindungen zu synthetisieren Inhaltsverzeichnis 1 Gegenstand 2 Methoden 3 Geschichte 3 1 Anfange 3 2 Proteine und Fette 3 3 Aminosaure 3 4 Enzyme 3 5 Nukleinsaure 3 6 Kohlenhydrate 3 7 Vitamine 3 8 Hormone 4 Wichtige Forschungsgebiete der modernen Biochemie 5 Meilensteine der Biochemie 5 1 19 Jahrhundert 5 2 20 Jahrhundert 6 Forschungsinstitute im deutschen Sprachraum 6 1 Max Planck Institute und Leibniz Institute 6 2 Universitatsinstitute und Fakultaten 7 Gliederung 8 Nobelpreistrager aus dem Fachgebiet 9 Biochemiker 9 1 Studium 9 2 Der Facharzt fur Biochemie 10 Siehe auch 11 Literatur 11 1 Lehrbucher 11 2 Geschichte der organischen Chemie und Biochemie 11 3 Biochemische Worterbucher 11 4 Lehrmaterialien im Internet 11 5 Biochemische Fachzeitschriften 12 Weblinks 13 EinzelnachweiseGegenstand Bearbeiten Struktur von Hamoglobin einem weit verbreiteten Biomolekul Die Biochemie beschaftigt sich mit der Untersuchung biomolekularer Strukturen wie sind die Biomolekule aufgebaut wie ist der molekulare Aufbau des Organismus der Lebewesen wie werden die molekularen Bausteine bereitgestellt und wie wechselwirken sie miteinander der Untersuchung des Stoffwechsels welche Stoffe werden von Lebewesen wie umgesetzt welche bioenergetischen Voraussetzungen sind notig welche Biokatalysatoren sind beteiligt wie verlaufen die jeweiligen Mechanismen der Stoffumsatze und wie wird der Stoffwechsel gesteuert der Untersuchung des Informationsaustauschs innerhalb eines Organismus und zwischen Organismen wie wird Information gespeichert abgerufen und weitergeleitet wie werden verschiedene Systeme innerhalb einer Zelle zwischen verschiedenen Zellen und zwischen Organismen koordiniert Im Zuge dessen konzentrieren sich die Betrachtungen auf die organischen Stoffgruppen der Nukleinsauren Proteine Lipide und anderer Kohlenhydrate sowie deren Derivate welche im Allgemeinen als Biomolekule bezeichnet werden Der uberwiegende Teil der biochemisch wichtigen Vorgange spielen sich in Lebewesen und somit in wassrigem Milieu ab Methoden BearbeitenIn der Biochemie wird eine Vielzahl von Methoden aus verschiedenen Gebieten angewandt Die klassische Biochemie bedient sich vor allem der analytischen Chemie organischen Chemie physikalischen Chemie und der Physik Wichtige Techniken sind dabei Ultra Zentrifugation Ultraschallaufschluss SDS Gelelektrophorese Chromatographie Elektrophorese Spektroskopie radioaktive Markierung Tracer Nuklearmedizin Isotopentechniken Kristallisation potentiometrische elektrometrische polarographische und manometrische Techniken Zellwandaufbruch durch Abkuhlung der Ames Test in den letzten Jahrzehnten kamen dazu auch molekularbiologische Methoden und Methoden aus der Informatik der Mikrobiologie und anderen Fachern Hinzu kommt in der modernen Biochemie stets die quantitative Auswertung der Ergebnisse mit mathematischen Methoden und die Bildung von formalen Theorien mit Hilfe der Mathematik Geschichte Bearbeiten Schlosslabor Hohentubingen um 1870 eines der fruhesten biochemischen Labore heute aktuelle Dauerausstellung Schlosslabor Tubingen Wiege der Biochemie Museum der Universitat Tubingen MUT Justus von Liebig in seinem Labor im Jahre 1840 einer Zeit in der das Fach Biochemie noch Physiologische Chemie genannt wurde Sechs Jahre spater entdeckte von Liebig die Aminosaure Tyrosin Im 19 Jahrhundert begann man sich fur die chemische Zusammensetzung von Gallensteinen zu interessieren Auch klinische Bezuge zum Auftreten der Steine bevorzugt bei Frauen und bei Adipositas werden hergestellt und systematisch untersucht Die fruhen Biochemiker empfehlen zur Pravention Pflanzenkost Die Heilung des Kropfes gelang ab 1820 auf dem Wege biochemischer Forschung Am Anfang stand die Gabe von Jod Erst 1926 erkannte man dann den Zusammenhang mit Hormonen Eduard Buchner erhielt fur seine biochemischen Forschungen 1907 den Nobelpreis Mehr als zehn Versuchshunde benotigte Frederick Banting bis Insulin 1921 als Heilmittel bei Diabetes nachgewiesen und entdeckt war Anfange Bearbeiten Seit Beginn des 19 Jahrhunderts wurden von organischen Chemikern die stoffliche Zusammensetzung von Tieren und Pflanzen und ab etwa 1840 auch komplexe Stoffwechselvorgange systematisch untersucht Es konnte von biologischem Material durch die Elementaranalyse der Kohlenstoff Wasserstoff Stickstoff und Schwefelgehalt bestimmt werden Ab 1860 konnten chemische Strukturformeln von Stoffen aus der elementaren Zusammensetzung durch gedankliche Kombination ermittelt werden nun begann eine grundliche Suche nach den biologischen Korpern in Organismen Die Suche war aufgrund der sehr geringen Stoffmenge von Biomolekulen und der mangelhaften Nachweismethoden selbst die Elementaranalyse benotigte grossere Stoffmengen sehr zeitraubend und nicht immer erfolgreich Erst mit Verbesserung der analytischen Gerate ab 1950 wurde die Suche und Strukturaufklarung von Biomolekulen einfacher Eines der weltweit ersten biochemischen damals physiologisch chemischen Labore wurde 1818 in der einstigen Kuche des Schlosses Hohentubingen Eberhard Karls Universitat Tubingen von Georg Carl Ludwig Sigwart und Julius Eugen Schlossberger eingerichtet In ihm wurde von Felix Hoppe Seyler 1861 das Hamoglobin und von seinem Schuler Friedrich Miescher 1869 die Nukleinsaure entdeckt Das Fach Physiologische Chemie spaltete sich 1922 von der Physiologie ab Grundsteine fur eine physiologische Chemie wurden jedoch schon fruher beispielsweise um 1840 durch Joseph von Scherer den Begrunder der Klinischen Chemie gelegt 1 2 Proteine und Fette Bearbeiten Hauptartikel Fette und Protein Fette wurden von Eugene Chevreul 3 und spater von Heinrich Wilhelm Heintz 4 untersucht Gerardus Johannes Mulder konnte aus dem Fibrin des Blutes einen gelantinosen Niederschlag herstellen und gab ihm den Namen Protein Louis Nicolas Vauquelin untersuchte die Zusammensetzung der Haare und fand dort die chemischen Elemente Kohlenstoff Wasserstoff Stickstoff Sauerstoff und Schwefel Aminosaure Bearbeiten Hauptartikel Aminosauren Pierre Jean Robiquet und Louis Nicolas Vauquelin fanden auch die erste Aminosaure die sie im Jahre 1805 isolierten Asparagin Joseph Louis Proust entdeckte Leucin 1818 Justus von Liebig Tyrosin 1846 Zwischen 1865 und 1901 wurden weitere 12 Aminosauren entdeckt davon entdeckte Ernst Schulze drei neue Aminosauren Glutamin Phenylalanin und Arginin 5 Erste Peptidsynthesen wurden von Emil Fischer ab 1901 unternommen 6 7 Justus Liebig erkannte dass in der Hefe ein besonderer Stoff enthalten sein musste der die Garung auslost Er nannte diesen Stoff Bios Zum ersten Mal verwendet wurde der Begriff Biochemie als Vinzenz Kletzinsky 1826 1882 im Jahre 1858 sein Compendium der Biochemie in Wien drucken liess Felix Hoppe Seyler Milchsaure aus Glykogen Oxidations und Reduktionsfermenten Hamoglobin Georg Carl Ludwig Sigwart Analysen von Gallen und Harnsteinen Anselme Payen 1833 Amylase Julius Eugen Schlossberger Kreatin Hamocyanin erweiterten die biochemischen Kenntnisse Enzyme Bearbeiten Hauptartikel Enzym Entdeckt wurde Amylase damals noch Diastase 1833 vom franzosischen Chemiker Anselme Payen in einer Malzlosung Damit war Diastase das erste Enzym das man gefunden hat Anfang des 19 Jahrhunderts war auch bekannt dass bei der Garung von abgestorbenen Organismen der Sauerstoff aus der Luft notig ist ferner Temperatur und Wasser auf diesen Prozess einen Einfluss hatten Bei toten Tieren und Menschen setzt die Faulnisbildung zuerst an den Stellen ein die mit der Luft in Beruhrung kommen Auch bei pflanzlichen Stoffen der Bildung von Alkohol aus einer Traubensaftlosung oder der Versauerung von Milch erkannten Chemiker allen voran Louis Pasteur Garungsprozesse Pasteur entdeckte bei der Untersuchung der wirtschaftlich bedeutsamen Zuckervergarung zu Alkohol durch Hefepilze dass diese nicht wie bis dahin meist angenommen auf Faulnisprozesse und abgestorbene Lebewesen zuruckgehen sondern ein Prozess in lebenden Organismen ist die dafur Fermente Enzyme einsetzen Der Korper der diese Prozesse begunstigte wurde Ferment genannt Eduard Buchner entdeckte 1896 die zellfreie Garung James Batcheller Sumner isolierte 1926 das Enzym der Schwertbohne und behauptete dass alle Enzyme Proteine sein mussten 8 John Howard Northrop isolierte wenige Jahre spater Pepsin Trypsin und Chymotrypsin in kristalliner Form und konnte Sumners Hypothese bestatigen Nukleinsaure Bearbeiten Hauptartikel Nukleinsauren Der Physiologe Friedrich Miescher hatte 1869 die Nucleoproteide im Zellkern entdeckt Albrecht Kossel entdeckte die Nukleinsaure Adenin 1885 9 Weitere Nukleinsauren erhielt er aus tierischem Extrakt und zwar Guanin Xanthin 1893 10 Thymin 1894 11 Cytosin und Uracil 1903 12 Emil Fischer gelangen die ersten Synthesen des Adenins Theophyllins 13 Thymins und Uracils 1897 1903 14 Phoebus Levene untersuchte die Verknupfung von einer Nukleinsaure mit einer Pentose und einem Phosphat zum Mono Nukleotid 15 1908 Kohlenhydrate Bearbeiten Hauptartikel Kohlenhydrate Kohlenhydrate sind ein wichtiger Bestandteil unserer Nahrung sie wurden daher zeitig von Biochemikern untersucht Sowohl Starke als auch Zucker werden zu Glucose abgebaut und bei einem Uberangebot in der Leber als Glykogen gespeichert Ein konstanter Blutzuckergehalt ist fur das Gehirn und die Muskeln lebensnotwendig Adolf von Baeyer gab 1870 bereits eine erste Formel zur Glucose an 16 Emil Fischer machte ab 1887 umfangreiche Forschungen zur Aufklarung der chemischen Strukturen von Zuckern mit Phenylhydrazin zu gut kristallisierbaren Osazonen 17 Im Jahr 1893 konnte er durch Umwandlung von Glucose mit Methanol zu Methylglykosid das die Fehlingsche Losung nicht reduzierte beweisen dass die Aldehydgruppe im Ring mit einer Hydroxygruppe verknupft glycosidisch ist 18 Spater 1922 folgerte Burckhardt Helferich dass die Glucose in einem Sechsring 1 5 glykosidisch statt 1 4 glykosidisch vorliegen musste 19 Weitere wichtige Arbeiten zur Zuckerchemie und deren strukturelle Darstellung leistete Norman Haworth er synthetisierte auch erstmals das Vitamin C bei Mangel tritt Skorbut auf ein Saurederivat eines Zuckers Vitamine Bearbeiten Hauptartikel Vitamin Durch mangelhafte Ernahrung starben zu Beginn des 20 Jahrhunderts noch viele Menschen Im Jahr 1882 untersuchte Gustav von Bunge Ratten und Mause die er nur mit Eiweiss Kohlenhydraten und Fetten futterte deren Nahrung aber keine weiteren Beimischungen enthielten Die Tiere starben Menschen benotigen neben Eiweiss Kohlenhydraten Fetten noch Vitamine Viele Vitamine wurden zu Beginn des 20 Jahrhunderts aufgefunden Die Strukturaufklarung des Cholesterins und damit der Gruppe der Steroide durch Adolf Windaus war fur die Strukturaufklarung und Bildung von Vitamin D bei dessen Mangel Rachitis auftritt bedeutsam Windaus war auch mit der Aufklarung der Summenformel und Struktur von Vitamin B1 befasst Sir Frederick Gowland Hopkins ein Pionier der Biochemie in Grossbritannien und Casimir Funk der das Wort Vitamin pragte leisteten bedeutende Forschungen zur Entdeckung des Vitamin B1 bei Mangel tritt Beri Beri auf Hopkins entdeckte auch zwei essentielle Aminosauren und wurde dafur 1929 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet Im Jahre 1926 entdeckte Otto Warburg das Atmungsferment Cytochromoxidase ein Ferment im Zitronensaurezyklus und fur Redoxvorgange der Zelle wofur er 1931 den Nobelpreis erhielt Hormone Bearbeiten Hauptartikel Hormon Stoffgruppen die in menschlichen Organen produziert werden nennt man nach Ernest Starling Hormone Thomas Addison entdeckte 1849 eine Krankheit die ihren Ursprung in den Nebennieren hat T B Aldrich und Takamine Jōkichi 1901 extrahierten einen Stoff den sie Adrenalin nannten aus tierischen Nieren Aldrich ermittelte die Summenformel und Friedrich Stolz gelang die chemischen Synthese 1904 Damit gelang der Biochemie 1904 erstmals die kunstliche Herstellung eines Hormons Die Kropfbildung ist eine weitere hormonelle Krankheit der Schilddruse die seit 1820 nach Jean Francois Coindet durch Iodgaben gemildert werden konnte Erst 1915 gluckte Edward Calvin Kendall die Isolierung einer kristallinischen Substanz der Schilddruse Er hielt sie falschlicherweise fur ein Oxindolderivat und nannte sie daher Thyroxin Synthetisch wurde Thyroxin seit 1926 von Charles Robert Harington darstellbar Im Jahre 1935 isolierte Ernst Laqueur aus Stierhoden das von ihm so benannte Sexualhormon Testosteron Auch von Adolf Butenandt wurden die Geschlechtshormone untersucht Im Jahr 1929 isolierte er mit Estron eines der weiblichen Sexualhormone Zwei Jahre spater isolierte er mit Androsteron ein mannliches Geschlechtshormon Im Jahr 1934 entdeckte er das Hormon Progesteron Durch seine Forschung wurde gezeigt dass die Geschlechtshormone eng mit Steroiden verwandt sind Seine Untersuchungen auf dem Gebiet der Sexualhormone ermoglichte die Synthese von Cortison sowie andere Steroide Dies fuhrte schliesslich zur Entwicklung von modernen Verhutungsmitteln Der Mangel des Bauchspeichelhormons konnte durch Gabe von Rinder Insulin 1920 durch Frederick Banting und Best gelindert werden Erst 1953 wurde die Aminosauresequenz von Insulin durch Frederick Sanger aufgeklart Wichtige Forschungsgebiete der modernen Biochemie BearbeitenIn Lehrbuchern der Biochemie werden die Prozesse der Garung von Zucker zu Ethanol und Milchsaure sowie der Aufbau von Glucose zu Glykogen ausfuhrlich beschrieben Diese Umwandlungen werden unter dem Stichwort Glykolyse zusammengefasst Die Energiegewinnung in lebenden Zellen erfolgt uber den Abbau von Fetten Aminosauren und Kohlenhydraten uber Oxalacetat zu Citrat durch Acetyl S CoA unter Freisetzung von Kohlendioxid und Energie Acetyl S CoA enthalt ein wasserlosliches Vitamin die Pantothensaure Dieser Prozess wurde von H Krebs 1937 untersucht und wird Citratzyklus genannt Oxidationen von Biomolekulen in Zellen verlaufen uber mehrere Enzyme an denen das Vitamin B2 beteiligt ist Dieser Prozess wird in Lehrbuchern als oxidative Phosphorylierung oder Atmungskette beschrieben Ein weiterer biochemischer Prozess ist die Photosynthese Kohlenstoffdioxid aus der Luft und Wasser wird durch Strahlungsenergie durch das Pigment Chlorophyll in Pflanzenzellen und phototrophen Mikroorganismen in Kohlenhydrate und Sauerstoff uberfuhrt Im menschlichen und tierischen Organismen wird uberschussige Energie aus der Nahrung in Form von Fetten gespeichert Bei Energiemangel der Zellen werden diese Fette wieder abgebaut Dieser Prozess erfolgt uber die Oxidation von Fettsauren mittels Acetyl CoA Bei Krankheiten schwere Diabetes oder extremen Nahrungsmangel greifen Zellen auch auf Aminosauren zur Energiegewinnung zuruck Dabei werden Proteine zu Aminosauren und diese zu Kohlendioxid abgebaut Der Harnstoffzyklus beschreibt die ablaufenden Umwandlungen In pflanzlichen und tierischen Zellen konnen Kohlenhydrate aus anderen Stoffen beispielsweise der Milchsaure oder aus Aminosauren biochemisch aufgebaut werden Die Untersuchungen zu den einzelnen biochemischen Schritten werden in Gluconeogenese untersucht Ferner wurden die Biosynthesen von Aminosauren Nucleotiden Porphyrinen der Stickstoffzyklus in Pflanzen grundlich untersucht Ein weiterer Teilbereich der biochemischen Forschung ist die Resorption und der Transport von Stoffwechselprodukten durch das Blutplasma Die Weitergabe der gespeicherten Information im Zellkern auf der DNA genauer bestimmter Abschnitte der DNA den Genen zur Herstellung von Enzymen verlauft uber die Replikation Transkription und Proteinbiosynthese Dies ist ein sehr wichtiges Gebiet der synthetischen Biochemie Biotechnologie da Bakterien auf ihrer zyklischen DNA Plasmiden dazu gebracht werden konnen bestimmte Enzyme zu produzieren Einzelne Proteine konnen mittels Gel Elektrophorese 20 nachgewiesen werden Durch den Edman Abbau kann die Aminosaure Sequenz des Proteins bestimmt werden Meilensteine der Biochemie Bearbeiten Der Citratzyklus ein biochemischer Stoffwechselweg 19 Jahrhundert Bearbeiten 1805 Entdeckung und Isolierung der ersten Aminosaure durch Pierre Jean Robiquet und Louis Nicolas Vauquelin 1828 Synthese des organischen Harnstoffs aus anorganischem Ammoniumcyanat durch Friedrich Wohler 1833 Entdeckung des ersten Enzyms Diastase durch Anselme Payen 1869 Entdeckung der Erbsubstanz Nuclein durch Friedrich Miescher 1896 Entdeckung der zellfreien Garung durch Eduard Buchner20 Jahrhundert Bearbeiten 1904 Synthese eines Hormons Testosteron durch Friedrich Stolz 1926 Entdeckung des Atmungsferments Cytochromoxidase durch Otto Warburg 1927 Isolierung von Vitamin C aus der Nebenniere Orangensaft beziehungsweise Weisskohl durch Albert von Szent Gyorgyi Nagyrapolt 1929 Aufklarung des Mechanismus der Glykolyse durch Gustav Embden und Otto Meyerhof sowie Jakub Parnas 1932 Aufklarung des Citratzyklus durch Hans Adolf Krebs 1953 Aufklarung der Struktur der DNA durch James Watson Francis Crick und Rosalind FranklinForschungsinstitute im deutschen Sprachraum Bearbeiten Die Listen sind unvollstandig Das Centrum fur Chemie und Biomedizin CCB am Innrain in Innsbruck Max Planck Institute und Leibniz Institute Bearbeiten Fuhrend in der biochemischen Forschung sind beispielsweise die Max Planck Institute der Max Planck Gesellschaft aber auch die Leibniz Institute der Leibniz Gemeinschaft Max Planck Institut fur Biochemie Martinsried Leibniz Institut fur Molekulare Pharmakologie Berlin Leibniz Institut fur Pflanzenbiochemie Halle Saale European Molecular Biology Laboratory Heidelberg Max Planck Institut fur molekulare Physiologie Dortmund Max Planck Institut fur Entwicklungsbiologie Tubingen Max Planck Institut fur biophysikalische Chemie Gottingen Max Planck Institut fur molekulare Biomedizin Munster Forschungszentrum caesar Bonn Center of Advanced European Studies and Research Universitatsinstitute und Fakultaten Bearbeiten Die Biochemie gehort zum festen Bestandteil der hochschulischen Ausbildung in den Naturwissenschaften Vor allem Mediziner und Biologen aber auch andere Naturwissenschaftler widmen sich an den Universitaten dem Fach So finden sich Institute fur Biochemie an vielen deutschsprachigen Hochschulen In Deutschland Institut fur Biochemie der Friedrich Alexander Universitat Erlangen Nurnberg Institut fur physiologische Chemie der Philipps Universitat Marburg 21 Institut fur Biochemie der Charite Universitatsmedizin Berlin 22 Institut fur Biochemie der Universitat Greifswald 23 Biochemisches Institut der Albert Ludwigs Universitat Freiburg Institut fur Biochemie der Georg August Universitat Gottingen Institut fur Biochemie der Heinrich Heine Universitat Dusseldorf Zentrum fur Biochemie der medizinischen Fakultat an der Universitat zu Koln Institut fur Biochemie der Ludwig Maximilians Universitat Munchen Institut fur Biochemie der Westfalischen Wilhelms Universitat Munster Interfakultares Institut fur Biochemie der Eberhard Karls Universitat Tubingen Institut fur Chemie und Biochemie der Freien Universitat Berlin Institut fur Biochemie und Biophysik der Friedrich Schiller Universitat Jena Institut fur Chemie und Pharmazie der Julius Maximilians Universitat Wurzburg Institut fur Biochemie der Johann Wolfgang Goethe Universitat Frankfurt am Main 24 In Osterreich Institut fur BioChemie der Universitat Graz Centrum fur Chemie und Biomedizin CCB der Medizinischen Universitat Innsbruck und der Leopold Franzens Universitat Innsbruck Institut fur Biologische Chemie der Universitat Wien In der Schweiz Biozentrum der Universitat Basel Institut fur Biotechnologie an der ETH Zurich Institut fur Biochemie der Universitat ZurichGliederung BearbeitenJe nach Betrachtungswinkel wird die Biochemie in Bezug auf menschliche Erkrankungen als medizinische Biochemie in Bezug auf Okosysteme okologische Biochemie in Bezug auf Pflanzen als Pflanzenbiochemie in Bezug auf das Immunsystem als Immunbiochemie und in Bezug auf das Nervensystem als Neurochemie bezeichnet Ebenso wird die Biochemie nach Stoffgruppen eingeteilt z B Proteinchemie Nukleinsaurebiochemie Kohlenhydratbiochemie und Lipidbiochemie Small molecules werden von der Naturstoffchemie behandelt Die Enzymologie und die Signaltransduktion stellen Sonderbereiche der Biochemie dar Die Biophysikalische Chemie untersucht Biomolekule und Lebewesen mit Methoden der physikalischen Chemie Nobelpreistrager aus dem Fachgebiet BearbeitenIn der nachfolgenden Galerie findet sich eine Auswahl wichtiger Nobelpreistrager die fur Forschungen auf dem Gebiet der Biochemie oder deren unmittelbare Nachbardisziplinen ausgezeichnet wurden Hermann Emil Fischer erhielt 1902 den Nobelpreis fur Chemie als Anerkennung des ausserordentlichen Verdienstes das er sich durch seine Arbeiten auf dem Gebiet der Zucker und Purin Gruppen erworben hat Der Biochemiker Otto Fritz Meyerhof bekam 1922 gemeinsam mit Archibald Vivian Hill fur seine Forschungen uber den Stoffwechsel im Muskel den Nobelpreis Otto Warburg erhielt 1931 fur die Entdeckung der Natur und der Funktion des Atmungsferments den Nobelpreis Die Otto Warburg Medaille ist dagegen eine der wichtigsten Auszeichnungen im Bereich der Biochemie in Deutschland 1947 erhielten Gerty und Carl Cori gemeinsam mit Bernardo Alberto Houssay den Nobelpreis fur ihre biochemischen Arbeiten uber den Zucker Stoffwechsel Auch fur die Entdeckung des Citratzyklus von Hans Adolf Krebs gab es 1953 einen Nobelpreis James D Watson erhielt 1962 den Nobelpreis fur seine Forschungen zur DNA Biochemiker BearbeitenStudium Bearbeiten 2008 gab es in Deutschland Studiengange der Biochemie mit den Abschlussen Diplom Bachelor und Master Die Diplomstudiengange werden schrittweise durch konsekutive Bachelor und Masterstudiengange ersetzt Der Diplomstudiengang Biochemie hat eine Regelstudienzeit von 9 bis 10 Semestern eine Hochststudiendauer von 13 bis 14 Semestern und fuhrt zum berufsqualifizierenden Abschluss Diplom Biochemiker in Der Bachelorstudiengang Biochemie hat eine Regelstudienzeit von 6 bis 8 Semestern und fuhrt zum berufsqualifizierenden Abschluss Bachelor of Science Biochemie Der Masterstudiengang Biochemie hat eine Regelstudienzeit von 3 bis 4 Semestern nach dem Bachelor und fuhrt zum berufsqualifizierenden Abschluss Master of Science Biochemie Neben dem reinen Biochemie Studium besteht die Moglichkeit die Fachrichtungen Chemie oder Biologie zu studieren und wahrend des Studiums den Facherkanon Biochemie zu vertiefen Eine Spezialisierung erfolgt ublicherweise durch Biochemie als Wahlpflichtfach bzw Hauptfach sowie die Anfertigung einer Diplom Bachelor oder Masterarbeit im Bereich der Biochemie Diese Variante bietet den Vorteil dass sich Studienanfanger nicht direkt fur ein reines Biochemie Studium entscheiden mussen Vielmehr haben sie die Moglichkeit im Grundstudium verschiedene Facher kennenzulernen um sich dann wahrend des Hauptstudiums zu spezialisieren z B in Biochemie Die Moglichkeit dazu ist an vielen Universitaten gegeben und die Regelstudienzeiten entsprechen denen der reinen Biochemie Studiengange Bei den Bachelor und Masterstudiengangen hat sich inzwischen im Bereich der Biowissenschaften eine Vielfalt von Studiengangen mit unterschiedlichen Namen und Spezialisierungen etabliert Ihnen ist gemeinsam dass sie besonderen Wert auf die molekularen Grundlagen legen und einen hohen Praxisanteil in der Ausbildung haben siehe Weblinks Ausserdem uberschneidet sich zumeist ein grosser Teil des Grund Studiums mit den Studiengangen der Chemie sowie der Biologie weist aber oft auch entscheidende Unterschiede auf z B weniger Vertiefung im Bereich der Botanik Zoologie oder der Anorganischen Chemie als im Chemie bzw Biologie Studium Ein besonderer Wert wird im Curriculum der Studiengange auch auf die Module der Organische Chemie Physikalischen Chemie und der Biochemie gelegt da diese eine erforderliche Grundkenntnis fur die Tatigkeit als Biochemiker darstellen Der Facharzt fur Biochemie Bearbeiten Es besteht auch die Moglichkeit nach einem absolvierten Medizinstudium in Deutschland als Facharzt fur Biochemie tatig zu werden Hierfur bedarf es einer vierjahrigen Weiterbildungszeit Auf diese anrechenbar ist Ein Jahr Innere Medizin oder Padiatrie Am 31 Dezember 2010 waren 102 Facharzte fur Biochemie registriert von denen einer niedergelassen war 52 ubten keine arztliche Tatigkeit aus Die Zahl der arztlich tatigen registrierten Facharzte fur Biochemie reduzierte sich innerhalb des Jahrzehntes 2000 2010 um fast 50 Siehe auch Bearbeiten Portal Biochemie Ubersicht zu Wikipedia Inhalten zum Thema BiochemieLiteratur BearbeitenLehrbucher Bearbeiten Donald Voet et al Lehrbuch der Biochemie Wiley VCH 2002 ISBN 3 527 30519 X Manfred Schartl Manfred Gessler Arnold von Eckardstein Biochemie und Molekularbiologie des Menschen 1 Auflage Elsevier Munchen 2009 ISBN 978 3 437 43690 1 Philipp Christen Rolf Jaussi Biochemie Eine Einfuhrung mit 40 Lerneinheiten Springer Verlag 2005 ISBN 3 540 21164 0 David L Nelson amp Michael M Cox Lehninger Biochemie Springer 4 vollstandig uberarbeitete amp erweiterte Auflage korrigierter Nachdruck 2011 Ubersetzung der 5 amerikanischen Auflage ISBN 978 3 540 68637 8 Jeremy M Berg Lubert Stryer John L Tymoczko und diverse Ubersetzer Stryer Biochemie Springer Spektrum 7 Auflage 2012 ISBN 978 3 8274 2988 9 Online Version der 5 Auflage von 2003 Volltextsuche englisch David L Nelson amp Michael M Cox Lehninger Principles of Biochemistry W H Freeman 6th International Edition 2013 ISBN 978 1 4641 0962 1 Peter C Heinrich et al Loffler Petrides Biochemie und Pathobiochemie Springer 9 vollstandig uberarbeitete Auflage 2014 ISBN 978 3 642 17971 6 Print ISBN 978 3 642 17972 3 eBook Florian Horn Biochemie des Menschen Das Lehrbuch fur das Medizinstudium Thieme Stuttgart 6 uberarbeitete Auflage 2015 ISBN 978 3 13 130886 3 Taschenbuch Joachim Rassow Karin Hauser Roland Netzker Rainer Deutzmann Duale Reihe Biochemie Thieme 4 Auflage 2016 ISBN 978 3 13 125354 5 Taschenbuch Jan Koolman Klaus Heinrich Rohm Taschenatlas der Biochemie des Menschen 5 uberarbeitete Auflage Thieme Verlag GmbH Stuttgart 2019 ISBN 978 3 13 241740 3Geschichte der organischen Chemie und Biochemie Bearbeiten Graeme K Hunter Vital Forces The discovery of the molecular basis of life Academic Press London 2000 ISBN 0 12 361811 8 englisch Paul Walden Geschichte der organischen Chemie seit 1880 Springer Verlag Berlin Heidelberg New York 1972 ISBN 3 540 05267 4 Uschi Schling Brodersen Biochemie In Werner E Gerabek Bernhard D Haage Gundolf Keil Wolfgang Wegner Hrsg Enzyklopadie Medizingeschichte De Gruyter Berlin New York 2005 ISBN 3 11 015714 4 S 182 f Biochemische Worterbucher Bearbeiten Peter Reuter Taschenworterbuch der Biochemie Deutsch Englisch Englisch Deutsch Birkhauser Verlag Basel Boston Berlin 2000 ISBN 3 7643 6197 2 Lehrmaterialien im Internet Bearbeiten Online Grundkurs Biochemistry Online An Approach Based on Chemical Logic englisch didaktisch hervorragendes Online Lehrbuch Michael W King King s BiochemistryBiochemische Fachzeitschriften Bearbeiten The Journal of Biological Chemistry JBC englisch Zeitschrift der amerikanischen Gesellschaft fur Biochemie und Molekularbiologie ISSN 0021 9258 Biochemistry englisch ISSN 0006 2960 Biochemical Journal englisch ISSN 0306 3275 Chemistry and Biology englisch ISSN 1074 5521 Biological Chemistry englisch ISSN 1431 6730 FEBS Letters englisch ISSN 0014 5793 Biochimica et Biophysica Acta englisch ISSN 0006 3002Weblinks Bearbeiten Commons Biochemie Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Wikibooks Biochemie und Pathobiochemie Lern und Lehrmaterialien Wiktionary Biochemie Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme Ubersetzungen GBM Gesellschaft fur Biochemie und Molekularbiologie e V Studiengange Molekulare Biowissenschaften in Deutschland Ringvorlesung Biochemie Videoaufzeichnungen einer Ringvorlesung zur Biochemie Von TIMMS Tubinger Internet Multimedia Server der Eberhard Karls Universitat Tubingen Einzelnachweise Bearbeiten Martin Sperling Spezialisierung in der Medizin im Spiegel der Wurzburger Geschichte In Wurzburger medizinhistorische Mitteilungen Band 3 1985 S 153 184 hier S 166 Dankwart Ackermann Zur Entwicklung der Physiologie in Wurzburg In Berihte der Physikalisch medizinischen Gesellschaft zu Wurzburg Band 62 1939 S 32 38 Chevreul Recherches chimiques sur les corps gras d origine animale Paris 1823 Journ pr Chemie 68 1 Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 17 1610 1884 Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 40 1755 1764 1907 Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 35 3226 1902 Lehninger Grundkurs Biochemie Walter de Gruyter 1983 S 65 Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 18 79 1885 Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 26 2754 1893 Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 27 2221 1894 Hoppe Seylers Zeitschrift fur physiologische Chemie 38 49 1903 Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 30 553 2226 1897 Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 34 3751 1901 Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 42 335 2469 2474 1909 Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 3 66 1870 Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 20 821 1887 Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 26 2400 1893 Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 56 759 1923 Kurt Schlosser Kurzzeit Elektrophorese Chemie in unserer Zeit Februar 1971 S 28 29 loeffle1 Willkommen Philipps Universitat Marburg Institut fur Physiologische Chemie In uni marburg de Abgerufen am 23 Dezember 2016 Sylvia Rechel Daniela Hocke Institut fur Biochemie In Name der Abteilung charite de abgerufen am 23 Dezember 2016 Biochemie Universitat Greifswald In biochemie uni greifswald de Universitat Greifswald abgerufen am 1 Juni 2018 Institut fur Biochemie In Institute of Biochemistry Johann Wolfgang Goethe University Abgerufen am 7 Juli 2019 englisch Teilbereiche der Chemie Allgemeine Chemie Anorganische Chemie Biochemie Organische Chemie Physikalische Chemie Technische Chemie Theoretische Chemie Agrochemie Analytische Chemie Atmospharenchemie Bauchemie Bioanorganische Chemie Biogeochemie Bioorganische Chemie Biophysikalische Chemie Chemoinformatik Chemometrik Elektrochemie Femtochemie Festkorperchemie Geochemie Kernchemie Klinische Chemie Kohlechemie Kolloidchemie Kombinatorische Chemie Kosmochemie Lebensmittelchemie Magnetochemie Medizinische Chemie Meereschemie Metallorganische Chemie Naturstoffchemie Oberflachenchemie Oleochemie Petrochemie Pharmazeutische Chemie Photochemie Physikalische Organische Chemie Polymerchemie Quantenchemie Radiochemie Supramolekulare Chemie Stereochemie Strahlenchemie Strukturchemie Textilchemie Thermochemie Umweltchemie Normdaten Sachbegriff GND 4006777 4 OGND AKS LCCN sh85014171Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Biochemie amp oldid 213755988, wikipedia, wiki, deutsches

deutschland

buch, bücher, bibliothek

artikel

lesen, herunterladen

kostenlos

kostenloser herunterladen, MP3, Video, MP4, 3GP, JPG, JPEG, GIF, PNG, Bild, Musik, Lied, Film, Buch, Spiel, Spiele