Biochemie der Pflanzen

Die Beziehungen zwischen molekularen Strukturen und biologischen Aktivitaten stehen fUr den Biochemiker im Zentrum seines Interesses. Urn die Eigenschaften der molekularen Strukturen zu durchschauen, hat er sich mit Chemie beschliftigt; die biologische Aktivitat kann er nur verstehen, wenn er auch die zellularen Strukturen und deren Funktionen analysiert hat. Wahrend eine Beschreibung einzelner physio­ logischer Phanomene schon vor hundert oder mehreren tausend lahren moglich war, machten erst die jtingsten Fortschritte der Chemie, Zellbiologie und Genetik ein Ver­ stehen der molekularen Mechanismen moglich. So gesehen sind die Vorstellungen tiber Biokatalysatoren, zur a-Helix von Proteinen oder zur Doppelhelix der Nuklein­ sauren zwar alt fUr den Studenten, der sich mit der Biochemie eingelassen hat, aber sehr jung, wenn er andere etablierte Wissenschaften als Vergleich heranzieht. The­ men wie diese werden in einem Lehrbuch mehr oder minder gut abgehandelt. Aber ist es nicht auch erlaubt, weil von Vorteil fUr den wagemutigen Leser, Teilgebiete anzuschneiden, die noch nicht ausgegoren sind oder bei denen man erst einen vagen Horizont erkennen kann? Dieses Wagnis gehe ich mit diesem Lehrbuch bewuBt ein. Daher finden sich z. B. verstarkt Ansatze tiber Modelle der Signalketten, obwohl ein solides Wissen dartiber bei Pflanzen erst tibermorgen zu erwarten ist. Der Urnfang an neuen Daten und die angestrebte Breite des Inhalts auf der einen Seite und der Wunsch, die Dicke des Buches nicht dramatisch zu erweitern, auf der anderen Seite haben zur Konsequenz, daB vieles nur kurz angesprochen wird.

Inhalt

1. Die Zelte und ihre Kompartimente.- Organellen, Cytoskelett, Methoden.- 2. Die Katalysatoren der Zelle: Enzyme.- Enzymkatalyse.- Protein-Struktur.- 3 Informationsfluß und seine Regulation.- 3.1 Struktur und Funktion der DNA.- 3.2 Replikation und Rekombination.- 3.3 Transkription und die Bildung dreier verschiedener RNAs.- 3.4 Translation die Information gelangt auf die Stufe der Proteine.- 3.5 Biosynthese von Organellen.- 3.6 Mechanismen, die den Informationsfluß regulieren.- 3.7 Methoden.- 4 Energie-Konversionen an Membranen.- 4.1 Aufbau der Membranen.- 4.2 ATP-Gewinnung: auf der Ebene der Substrate und durch vektorielle Prozesse an Membranen.- 4.3 Komponenten der ET-Ketten.- 4.4 Die mitochondriale ET-Kette.- 4.5 Die ET-Kette der Chloroplasten.- 4.6 Synthese und Verwendung von ATP.- 4.7 Gene und Gen-Expression im Plastiden.- 4.8 Methodik.- 5. Stoffwechsel des Chloroplasten.- 5.1 Biosynthese der Plastiden.- 5.2 Photoassimilierung von CO2.- 5.3 Bildung der Transport- und Speicherform des Assimilats.- 5.4 Photorespiration.- 5.5 Kooperation zweier Formen der Chloroplasten bei C4-Pflanzen.- 5.6 Säure-Stoffwechsel bei Crassulaceen.- 5.7 Nitrat- und Sulfat-Assimilation im Plastiden.- 5.8 Synthese von Aminosäuren.- 5.9 Biosynthese von Heterozyklen.- 5.10 Synthese von Fettsäuren, Galaktolipiden, Isoprenoiden und Chlorophyll in Plastiden.- 5.11 Methoden.- 6. Anaboler Stoffwechsel.- 6.1 Biosynthesen aus Acetat-Einheiten: Fette, Membranlipide, Isoprenoide.- 6.2 Aminosäuren als Bausteine für nieder-molekulare Verbindungen oder hoch-molekulare Reserve-Proteine.- 6.3 Biosynthese von Heterozyklen.- 6.4 Synthese von Kohlenhydraten.- 6.5 Methoden.- 7. Kataboler Stoffwechsel.- 7.1 Mobilisierung von Kohlenhydraten.- 7.2 Mobilisierung der Reservefette.- 7.3 Mobilisierung vonReserveprotein.- 7.4 Methodik.- 8. Mitochondrien.- 8.1 Stoffwechsel der Mitochondrien.- 8.2 Mitochondriale DNA (mtDNA).- 8.3 Wie Mitochondrien Proteine und Nukleinsäuren importieren.- 8.4 Methodik.- 9. Das extrazelluläre Kompartiment.- 9.1 Sekretion von Proteinen und Kohlenhydraten.- 9.2 Die Zellwand.- 9.3 Aufnahme von Signalen.- 9.4 Symbiotische Wechselwirkungen.- 9.5 Methodik.- 10. Zellkern.- 10.1 Zellkern, Zell-Zyklus und die Rolle der Mikrotubuli.- 10.2 Rekombinations-Vorgänge und Transformation mit Agrobacterium.- 10.3 Gerichteter Transport in den Zellkern.- 10.4 Regulation der Transkription.- 10.5 Post-transkriptionale Modifikationen und Spleißosomen.- 10.6 Phytopathogene Viren.- 10.7 Methodik.- Appendix 1: Prochirale Substrate Aspekte der Stereochemie.- Appendix 2: Strukturformeln von Hemmstoffen und Hilfsverbindungen.- Appendix 3: Empfohlene Literatur.