Biochemie

DieBiochemie(zu griechischβίοςbíos‚Leben‘, und zu „Chemie“) oderbiologische Chemie,früher auchphysiologische Chemiegenannt, ist die Lehre von chemischen Vorgängen inLebewesen,demStoffwechsel.Chemie,BiologieundMedizinsind in der Biochemie eng miteinander verzahnt.

Gegenstand

Struktur vonHämoglobin– einem weit verbreiteten Biomolekül

Die Biochemie beschäftigt sich unter anderem mit:

• der Untersuchung und Veränderung vonBiomolekülen:wie sind die Biomoleküle aufgebaut, wie ist dermolekulareAufbau desOrganismusder Lebewesen, wie werden die molekularen Bausteine bereitgestellt und wie wechselwirken sie miteinander?
• der Untersuchung des Stoffwechsels: welcheStoffewerden von Lebewesen wie umgesetzt, welchebioenergetischenVoraussetzungen sind nötig, welcheBiokatalysatorensind beteiligt, wie verlaufen die jeweiligenMechanismender Stoffumsätze und wie wird der Stoffwechsel gesteuert?
• der Untersuchung des Informationsaustauschs innerhalb eines Organismus (Signaltransduktion) 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 dieorganischen StoffgruppenderNukleinsäuren,Proteine,Lipide,Kohlenhydrate,SpurenelementeundVitamine,sowie derenDerivate,welche im Allgemeinen als Biomoleküle bezeichnet werden. Der überwiegende Teil der biochemisch wichtigen Vorgänge spielt sich in Lebewesen ab. Im Gegensatz zurorganischen Chemiein chemischen Laboren laufen biochemische Reaktionenüberwiegend inwässrigemMilieu ab.

Methoden

In der Biochemie wird eine Vielzahl von Methoden aus verschiedenen Gebieten angewandt. Die klassische Biochemie bedient sich vor allem deranalytischen Chemie,organischen Chemie,physikalischen Chemieund derPhysik.Wichtige Techniken sind dabei (Ultra-)Zentrifugation,Ultraschallaufschluss,SDS-Gelelektrophorese,Chromatographie,Elektrophorese,Spektroskopie,Molekülmarkierung,Isotopentechniken,Kristallisation,potentiometrische,elektrometrische,polarographischeundmanometrischeTechniken, verschiedene Methoden zumZellaufschluss,derReinigungundCharakterisierungvon Biomolekülen, derInformatik,derGenetikundMolekularbiologie,derMikrobiologieund anderen Fächern. Hinzu kommt in der modernen Biochemie stets die quantitative Auswertung der Ergebnisse mitmathematischenMethoden und die Bildung von formalen Theorien mit Hilfe der Mathematik.

Geschichte

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 nochPhysiologische Chemiegenannt wurde. Sechs Jahre später entdeckte von Liebig die AminosäureTyrosin.

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 vonJod.Erst 1926 erkannte man dann den Zusammenhang mit Hormonen.

Eduard Buchnererhielt 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 dieElementaranalyseder Kohlenstoff-, Wasserstoff-, Stickstoff- und Schwefelgehalt bestimmt werden. Ab 1860 konnten chemischeStrukturformelnvon 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 desSchlosses Hohentübingen(Eberhard Karls Universität Tübingen) vonGeorg Carl Ludwig SigwartundJulius Eugen Schlossbergereingerichtet. In ihm wurde vonFelix Hoppe-Seyler1861 das Hämoglobin und von seinem SchülerFriedrich Miescher1869 die Nukleinsäure entdeckt.

Das FachPhysiologische Chemiespaltete sich 1922 von derPhysiologieab. Grundsteine für eine physiologische Chemie wurden jedoch schon früher, beispielsweise um 1840 durchJohann Joseph von Scherer,den Begründer derKlinischen Chemie,gelegt.

Proteine und Fette

→Hauptartikel:FetteundProtein

Fette wurden vonEugène Chevreulund später vonHeinrich Wilhelm Heintzuntersucht.Gerardus Johannes Mulderkonnte aus demFibrindesBluteseinen gelatinösen Niederschlag herstellen und gab ihm den Namen Protein.Louis-Nicolas Vauquelinuntersuchte die Zusammensetzung der Haare und fand dort die chemischen Elemente Kohlenstoff,Wasserstoff,Stickstoff,SauerstoffundSchwefel.

Aminosäure

→Hauptartikel:Aminosäuren

Pierre Jean RobiquetundLouis-Nicolas Vauquelinfanden auch die erste Aminosäure, die sie im Jahre 1805 isolierten:Asparagin.Joseph Louis ProustentdeckteLeucin(1818),Justus von LiebigTyrosin(1846). Zwischen 1865 und 1901 wurden weitere 12 Aminosäuren entdeckt, davon entdeckteErnst Schulzedrei neue Aminosäuren:Glutamin,PhenylalaninundArginin.ErstePeptidsynthesenwurden vonEmil Fischerab 1901 unternommen.

Justus Liebigerkannte, dass in der Hefe ein besonderer Stoff enthalten sein musste, der die Gärung auslöst. Er nannte diesen StoffBios.Zum ersten Mal verwendet wurde der BegriffBiochemie,alsVinzenz Kletzinsky(1826–1882) im Jahre 1858 seinCompendium der Biochemiein Wien drucken ließ.Felix Hoppe-Seyler(MilchsäureausGlykogen,Oxidations- undReduktionsfermenten,Hämoglobin), Georg Carl Ludwig Sigwart (AnalysenvonGallen- undHarnsteinen),Anselme Payen(1833:Amylase), Julius Eugen Schlossberger (Kreatin,Hämocyanin) erweiterten die biochemischen Kenntnisse.

Enzyme

→Hauptartikel:Enzym

Entdeckt wurdeAmylase(damals noch Diastase) 1833 vom französischen ChemikerAnselme Payenin einer Malzlösung. Damit war Diastase das erste Enzym, das man gefunden hat.

Anfang des 19. Jahrhunderts war auch bekannt, dass bei derGärungvon 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 voranLouis 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, wurdeFermentgenannt.Eduard Buchnerentdeckte 1896 die zellfreie Gärung.James Batcheller Sumnerisolierte 1926 das Enzym der Schwertbohne und behauptete, dass alle Enzyme Proteine sein müssten.

John Howard Northropisolierte wenige Jahre späterPepsin,TrypsinundChymotrypsinin kristalliner Form und konnte Sumners Hypothese bestätigen.

Nukleinsäure

→Hauptartikel:Nukleinsäuren

Der PhysiologeFriedrich Miescherhatte 1869 die Nucleoproteide im Zellkern entdeckt.Albrecht Kosselentdeckte die NukleinsäureAdenin(1885).Weitere Nukleinsäuren erhielt er aus tierischem Extrakt, und zwarGuanin,Xanthin(1893),Thymin(1894),CytosinundUracil(1903).Emil Fischer gelangen die ersten Synthesen des Adenins,Theophyllins,Thymins und Uracils (1897–1903).Phoebus Leveneuntersuchte 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 zuGlucoseabgebaut und bei einem Überangebot in der Leber alsGlykogengespeichert. Ein konstanter Blutzuckergehalt ist für das Gehirn und die Muskeln lebensnotwendig.Adolf von Baeyergab 1870 bereits eine erste Formel zur Glucose an.Emil Fischermachte ab 1887 umfangreiche Forschungen zur Aufklärung der chemischen Strukturen von Zuckern mitPhenylhydrazinzu gut kristallisierbarenOsazonen.Im Jahr 1893 konnte er durch Umwandlung von Glucose mit Methanol zu Methylglykosid – das dieFehlingsche Lösungnicht reduzierte – beweisen, dass die Aldehydgruppe im Ring mit einer Hydroxygruppe verknüpft (glycosidisch) ist.Später (1922) folgerteBurckhardt 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 leisteteNorman Haworth;er synthetisierte auch erstmals dasVitamin C(bei Mangel trittSkorbutauf), ein Säurederivat eines Zuckers.

Vitamine

→Hauptartikel:Vitamin

Durch mangelhafte Ernährung starben zu Beginn des 20. Jahrhunderts noch viele Menschen. Im Jahr 1882 untersuchteGustav von BungeRatten 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 desCholesterins(und damit der Gruppe derSteroide) durchAdolf Windauswar für die Strukturaufklärung und Bildung vonVitamin D(bei dessen MangelRachitisauftritt) bedeutsam. Windaus war auch mit der Aufklärung der Summenformel und Struktur vonVitamin B1befasst. SirFrederick Gowland Hopkins,ein Pionier der Biochemie in Großbritannien undCasimir Funk,der das WortVitaminprägte, leisteten bedeutende Forschungen zur Entdeckung des Vitamin B1 (bei Mangel trittBeri-Beriauf). Hopkins entdeckte auch zwei essentielleAminosäurenund wurde dafür 1929 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. Im Jahre 1926 entdeckte der PhysiologeOtto Warburgdas AtmungsfermentCytochromoxidase,ein Ferment imZitronensäurezyklusund für Redoxvorgänge der Zelle, wofür er 1931 den Nobelpreis erhielt.

Hormone

→Hauptartikel:Hormon

Stoffgruppen, die in menschlichen Organen produziert werden, nennt man nachErnest StarlingHormone.Thomas Addisonentdeckte 1849 eine Krankheit, die ihren Ursprung in den Nebennieren hat. T. B. Aldrich undTakamine Jōkichi(1901) extrahierten einen Stoff, den sieAdrenalinnannten, aus tierischen Nieren. Aldrich ermittelte die Summenformel undFriedrich Stolzgelang diechemische Synthese(1904). Damit gelang der Biochemie 1904 erstmals die künstliche Herstellung einesHormons.

DieKropfbildungist eine weitere hormonelle Krankheit derSchilddrüse,die seit 1820 nach Jean-Francois Coindet durchIodgabengemildert werden konnte. Erst 1915 glückteEdward Calvin Kendalldie Isolierung einer kristallinischen Substanz der Schilddrüse. Er hielt sie fälschlicherweise für ein Oxindolderivat und nannte sie daherThyroxin.Synthetisch wurde Thyroxin seit 1926 vonCharles Robert Haringtondarstellbar.

Im Jahre 1935 isolierteErnst LaqueurausStierhodendas von ihm so benannte SexualhormonTestosteron.Auch vonAdolf Butenandtwurden die Geschlechtshormone untersucht. Im Jahr 1929 isolierte er mitEstroneines der weiblichen Sexualhormone. Zwei Jahre später isolierte er mitAndrosteronein männliches Geschlechtshormon. Im Jahr 1934 entdeckte er das HormonProgesteron.Durch seine Forschung wurde gezeigt, dass die Geschlechtshormone eng mitSteroidenverwandt sind. Seine Untersuchungen auf dem Gebiet der Sexualhormone ermöglichte die Synthese vonCortisonsowie andere Steroide. Dies führte schließlich zur Entwicklung von modernen Verhütungsmitteln.

Der Mangel des Bauchspeichelhormons konnte durch Gabe von Rinder-Insulin1920 durchFrederick Bantingund Best gelindert werden. Erst 1953 wurde die Aminosäuresequenz von Insulin durchFrederick Sangeraufgeklärt.

Wichtige Forschungsgebiete der modernen Biochemie

In Lehrbüchern der Biochemie werden die Prozesse derGärungvon Zucker zuEthanolundMilchsäuresowie der Aufbau von Glucose zuGlykogenausführlich beschrieben. Diese Umwandlungen werden unter dem StichwortGlykolysezusammengefasst.

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 – diePantothensäure.Dieser Prozess wurde von H. Krebs 1937 untersucht und wirdCitratzyklusgenannt.

Oxidationen von Biomolekülen in Zellen verlaufen über mehrere Enzyme, an denen das Vitamin B2 beteiligt ist. Eine für den Energiehaushalt der Körperzellen besonders bedeutsame Oxidation wird in Lehrbüchern als oxidative Phosphorylierung oderAtmungskettebeschrieben.

Ein weiterer biochemischer Prozess ist diePhotosynthese.Kohlenstoffdioxid aus der Luft und Wasser wird durch Strahlungsenergie durch das Pigment Chlorophyll in Pflanzenzellen undphototrophenMikroorganismen in Kohlenhydrate und Sauerstoff überführt.

In 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 (schwerer Diabetes) oder extremem Nahrungsmangel greifen Zellen auch auf Aminosäuren zur Energiegewinnung zurück. Dabei werden Proteine zu Aminosäuren und diese zu Kohlendioxid abgebaut. DerHarnstoffzyklusbeschreibt 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 inGluconeogeneseuntersucht. Ferner wurden die Biosynthesen vonAminosäuren,Nucleotiden,Porphyrinen,derStickstoffzyklusin Pflanzen gründlich untersucht.

Ein weiterer Teilbereich der biochemischen Forschung ist dieResorptionund der Transport von Stoffwechselprodukten durch das Blutplasma.

Die Weitergabe der gespeicherten Information im Zellkern auf derDNA(genauer: bestimmter Abschnitte der DNA, denGenen) zur Herstellung von Enzymen verläuft über dieReplikation,TranskriptionundProteinbiosynthese.Dies ist ein 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-Elektrophoresenachgewiesen werden. Durch denEdman-Abbaukann die Aminosäure-Sequenz des Proteins bestimmt werden.

Meilensteine der Biochemie

DerCitratzyklus– ein biochemischer Stoffwechselweg

19. Jahrhundert

• 1805 – Entdeckung und Isolierung der erstenAminosäuredurchPierre Jean RobiquetundLouis-Nicolas Vauquelin
• 1828 – Synthese des organischenHarnstoffsaus anorganischem Ammoniumcyanat durchFriedrich Wöhler
• 1833 – Entdeckung des ersten Enzyms (Diastase) durchAnselme Payen
• 1869 – Entdeckung der ErbsubstanzNucleindurchFriedrich Miescher
• 1896 – Entdeckung der zellfreienGärungdurchEduard Buchner

20. Jahrhundert

• 1904 – Synthese eines Hormons (Testosteron) durchFriedrich Stolz
• 1926 – Entdeckung des AtmungsfermentsCytochromoxidasedurch Otto Warburg
• 1927 – Isolierung von Vitamin C aus der Nebenniere, Orangensaft beziehungsweise Weißkohl durchAlbert von Szent-Györgyi Nagyrápolt
• 1929 – Aufklärung des Mechanismus derGlykolysedurchGustav EmbdenundOtto Meyerhof,sowieJakub Parnas
• 1932 – Aufklärung desCitratzyklusdurchHans Adolf Krebs
• 1953 – Aufklärung der Struktur derDNAdurchJames Watson,Francis CrickundRosalind Franklin

Forschungsinstitute im deutschen Sprachraum

(Die Listen sind unvollständig)

Das Centrum für Chemie und Biomedizin (CCB) am Innrain inInnsbruck

Max-Planck-Institute und Leibniz-Institute

Führend in der biochemischen Forschung sind beispielsweise dieMax-Planck-InstitutederMax-Planck-Gesellschaft,aber auch dieLeibniz-InstitutederLeibniz-Gemeinschaft:

• Max-Planck-Institut für Biochemie,Martinsried
• Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie,Berlin
• Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie,Halle (Saale)
• European Molecular Biology Laboratory,Heidelberg
• Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie,Dortmund
• Max-Planck-Institut für Biologie,Tübingen
• Max-Planck-Institut für Multidisziplinäre Naturwissenschaften,Göttingen
• Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin,Münster
• Forschungszentrum caesar, Bonn(Center of Advanced European Studies and Research)

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 sichInstitute für Biochemiean vielen deutschsprachigen Hochschulen:

In Deutschland:

• Institut für Biochemie derFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
• Institut für physiologische Chemie derPhilipps-Universität Marburg
• Institut für Biochemie derCharité – Universitätsmedizin Berlin
• Institut für Biochemie derUniversität Greifswald
• Biochemisches Institut derAlbert-Ludwigs-Universität Freiburg
• Institut für Biochemie derGeorg-August-Universität Göttingen
• Institut für Biochemie derHeinrich-Heine Universität Düsseldorf
• Zentrum für Biochemie der medizinischen Fakultät an derUniversität zu Köln
• Institut für Biochemie derLudwig-Maximilians-Universität München
• Institut für Biochemie derUniversität Münster
• Interfakultäres Institut für Biochemie derEberhard Karls Universität Tübingen
• Institut für Chemie und Biochemie derFreien Universität Berlin
• Institut für Biochemie und Biophysik derFriedrich-Schiller-Universität Jena
• Institut für Chemie und Pharmazie derJulius-Maximilians-Universität Würzburg
• Institut für Biochemie derJohann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main
• Institut für Biochemie und Molekularbiologie derRheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

In Österreich:

• Institut für BioChemie derUniversität Graz
• Centrum für Chemie und Biomedizin (CCB) derMedizinischen Universität Innsbruckund derLeopold-Franzens-Universität Innsbruck
• Institut für Biologische Chemie derUniversität Wien

In der Schweiz:

• Biozentrum der Universität Basel
• Institut für Biotechnologie an derETH Zürich
• Institut für Biochemie derUniversität Zürich

Gliederung

Je nach Betrachtungswinkel wird die Biochemie in Bezug auf menschlicheErkrankungenals medizinische Biochemie, in Bezug aufÖkosystemeökologische Biochemie, in Bezug auf Pflanzen als Pflanzenbiochemie, in Bezug auf das Immunsystem alsImmunbiochemieund in Bezug auf das Nervensystem alsNeurochemiebezeichnet. Ebenso wird die Biochemie nach Stoffgruppen eingeteilt, z. B.Proteinchemie,Nukleinsäurebiochemie,KohlenhydratbiochemieundLipidbiochemie.Small moleculeswerden von derNaturstoffchemiebehandelt. DieEnzymologieund dieSignaltransduktionstellen Sonderbereiche der Biochemie dar. DieBiophysikalische ChemieuntersuchtBiomoleküleundLebewesenmit Methoden derphysikalischen Chemie.

Nobelpreisträger aus dem Fachgebiet

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 denNobelpreis für Chemie„als Anerkennung des außerordentlichen Verdienstes, das er sich durch seine Arbeiten auf dem Gebiet derZucker- undPurin-Gruppen erworben hat “.
• 
  Der BiochemikerOtto Fritz Meyerhofbekam 1922 gemeinsam mitArchibald Vivian Hillfür 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. DieOtto-Warburg-Medailleist dagegen eine der wichtigsten Auszeichnungen im Bereich der Biochemie in Deutschland.
• 
  1947 erhieltenGertyundCarl Corigemeinsam mitBernardo Alberto Houssayden 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.

Biochemiker

Studium

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

• Der Diplomstudiengang Biochemie hat eine Regelstudienzeit von 9 bis 10Semestern,eine Höchststudiendauer von 13 bis 14 Semestern und führt zum berufsqualifizierenden AbschlussDiplom-Biochemiker/in.
• Der Bachelorstudiengang Biochemie hat eine Regelstudienzeit von 6 bis 8 Semestern und führt zum berufsqualifizierenden AbschlussBachelor of Science – Biochemie.
• Der Masterstudiengang Biochemie hat eine Regelstudienzeit von 3 bis 4 Semestern nach dem Bachelor und führt zum berufsqualifizierenden AbschlussMaster 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-oderMasterarbeitim 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 derBiowissenschafteneine 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 derChemiesowie derBiologie,weist aber oft auch entscheidende Unterschiede auf (z. B. weniger Vertiefung im Bereich derBotanik,Zoologieoder derAnorganischen Chemieals im Chemie- bzw. Biologie-Studium). Ein besonderer Wert wird imCurriculumder Studiengänge auch auf die Module derOrganische Chemie,Physikalischen Chemieund der Biochemie gelegt, da diese eine erforderliche Grundkenntnis für die Tätigkeit als Biochemiker darstellen.

Facharzt für Biochemie

Es besteht auch die Möglichkeit, nach einem absolviertenMedizinstudiumin Deutschland alsFacharztfür Biochemietätig zu werden. Hierfür bedarf es einer vierjährigen Weiterbildungszeit. Auf diese anrechenbar ist

• Ein JahrInnere MedizinoderPädiatrie

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 %.

Siehe auch

• Assimilation (Biologie)
• Dissimilation (Biologie)

Literatur

Lehrbücher

• Siegfried Edlbacher:Kurzgefaßtes Lehrbuch der physiologischen Chemie.3., umgearbeitete Auflage. Walter de Gruyter & Co., Berlin 1936; 8. Auflage ebenda 1942.
• Siegfried Edlbacher:Praktikum der physiologischen Chemie.2., umgearbeitete Auflage. Walter de Gruyter & Co., Berlin 1940.
• A. Bertho,Wolfgang Grassmann:Biochemisches Praktikum.Walter de Gruyter & Co., Berlin 1936.
• Friedrich August Legahn:Physiologische Chemie.Teil 1:Assimilation,Teil 2:Dissimilation.3. Auflage. Walter de Gruyter & Co., Berlin (=Sammlung Göschen.Band 240–241).
• 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.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 und 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.7. Auflage. Springer Spektrum, 2012,ISBN 978-3-8274-2988-9(Online-Version der 5. Auflage von 2003, Volltextsuche (englisch)).
• 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. Heinrichet al.:Löffler/Petrides: Biochemie und Pathobiochemie.9., vollständig überarbeitete Auflage. Springer, 2014,ISBN 978-3-642-17971-6(Print);ISBN 978-3-642-17972-3(E-Book).
• Florian Horn:Biochemie des Menschen – Das Lehrbuch für das Medizinstudium.6., überarbeitete Auflage. Thieme, Stuttgart 2015,ISBN 978-3-13-130886-3(Taschenbuch).
• Joachim Rassow,Karin Hauser, Roland Netzker, Rainer Deutzmann: Duale ReiheBiochemie.4. Auflage. Thieme, 2016,ISBN 978-3-13-125354-5(Taschenbuch).
• Jan Koolman, Klaus-Heinrich Röhm:Taschenatlas der Biochemie des Menschen.5., überarbeitete Auflage. Thieme Verlag, 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. 182–183.

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

• Online-Grundkurs
• Biochemistry Online – An Approach Based on Chemical Logic (englisch)– didaktisch hervorragendes Online-Lehrbuch
• Michael W. King:King’s Biochemistry

Biochemische Fachzeitschriften

• The Journal of Biological Chemistry– JBC(englisch) Zeitschrift der amerikanischen Gesellschaft für Biochemie und MolekularbiologieISSN0021-9258
• Biochemistry(englisch)ISSN0006-2960
• Biochemical Journal(englisch)ISSN0306-3275
• Chemistry and Biology(englisch)ISSN1074-5521
• Biological Chemistry(englisch)ISSN1431-6730
• FEBS Letters(englisch)ISSN0014-5793
• Biochimica et Biophysica Acta(englisch)ISSN0006-3002

Weblinks

Commons:Biochemie– Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wikibooks: Biochemie und Pathobiochemie– Lern- und Lehrmaterialien

Wiktionary: Biochemie– Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• GBM – Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiologie e. V.
• Studiengänge „Molekulare Biowissenschaften “in Deutschland

Einzelnachweise

Teilbereiche derChemie

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