Biopolymere

Für das Verständnis der Eigenschaften und Funktionen von Biopolymeren, wie Nucleinsäuren, Proteinen, Polysacchariden ist die Kenntnis ihrer Struktur von grundlegender Bedeutung. Die Beziehungen zwischen der durch chemische Zusammensetzung und Sequenz der Bausteine gegebenen Primärstruktur der Moleküle und ihrer räumlichen Anordnung auf der einen und ihrer Funktion auf der anderen Seite ist bei den der Informationsspeicherung und -übermittlung dienenden Nucleinsäuren sowie bei Polypeptiden und Proteinen besonders deutlich zu erkennen. Besonderer Raum wird in diesem Zusammenhang den fibrillären Proteinen gewidmet. Änderungen der Konformation sind dabei eng mit Eigenschaften und Funktion gekoppelt. Polysaccharide dienen im pflanzlichen und tierischen Organismus als Reserve- und vor allem als Strukturmaterial, oft im Verbund mit Proteinen. Insbesondere Polysaccharide pflanzlicher Herkunft spielen als nachwachsende Rohstoffe, die jährlich in der Größenordnung von 100 Gigatonnen synthetisiert werden, eine zunehmende Rolle. Ebenso wichtig und interessant sind aber die bemerkenswerten Eigenschaften vieler aus komplizierten Verbundsystemen bestehenden Biopolymer-Materialien. Hiervon können auch Materialwissenschaftler viele wertvolle Anregungen für die Entwicklung neuer Hochleistungs-Werkstoffe erhalten.

Inhalt

1. Einleitung Was sind Biopolymere?.- 2. Polynucleotide (Nucleinsäuren).- 2.1 Basenzusammensetzung der Polynucleotide.- 2.2 Konformation der DNA im aggregierten Zustand.- 2.3 Physikalisch-chemische Eigenschaften der DNA und ihre Konformation in Lösung.- 2.4 Konformation und Funktion der Ribonucleinsäuren (RNA).- 2.5 Die Proteinbiosynthese (PBS).- 3 Polypeptide und Proteine.- 3.1 Konformation von Polypeptiden und Proteinen.- 3.2 Nucleoproteine.- 3.3 Keratine.- 3.4 Die ß-Keratine.- 3.5 Seiden extrakorporale biogene Werkstoffe.- 3.6 Kollagen.- 3.7 Elastin.- 3.8 Kontraktile Proteinsysteme.- 3.9 Fibrinogen und Fibrin.- 3.10 Theoretische Grundlagen kooperativer Konformationsumwandlungen.- 3.11 Poly-(?-aminosäuren).- 4 Polysaccharide.- 4.1 Cellulose.- 4.2 Hemicellulosen, Pektine, Algen-, und mikrobielle-Polysaccharide.- 4.3 Aminoglucane.- 4.4 Speicherpolysaccharide.- 5 Biogene Polyester mikrobieller Herkunft.- 5.1 Poly-(ß-hydroxybutyrat) (PHB).- 5.2 Copolymere von 3-Hydroxybutyrat und 3-Hydroxy valerat.- 5.3 Poly-(3-hydroxybutyrat-co-4-hydroxybutyrat) P(3HB-co-4HB).- 5.4 Poly-ß-hydroxyalkanoate mit Alkanseitenketten von vier bis acht C-Atomen.- 5.5 C8-ungesättigte und verzweigte biogene Polyester.- 6 Netzwerke bildende Biopolymere: Lignin, Polyisoprene, Japanlack.- 6.1 Lignin.- 6.2 Polyisoprene: Kautschuk, Guttapercha, Balata.- 6.3 Japanlack (Urushi).- 7 Literaturverzeichnis.- 8. Sachverzeichnis.