FÜLSZÖVEG
A Biokémia mérnök szemmel című tankönyv tartalmát tekintve egy rövid történelmi bevezetéssel indul, amely áttekintést ad a biokémiai tudomány nemzetközi és hazai fejlődéséről. Ezt követően bemutatja az élő rendszerek jellemző tulajdonságait, a kémiai és prebiológiai evolúció elméleteit. A tankönyv további részében részletesen foglalkozik a szervezetet felépítő molekulák alapvető kémiai tulajdonságai és biológiai funkciói közötti összefüggésekkel. A bioszféra, valamint az élő szervezetek fő energiatermelő és bioszintetikus anyagcserefolyamatainak ismertetése után a sejtek anyagtranszport-folyamatainak tárgyalása következik. a biológiai folyamatok szabályozása fejezetben a molekuláris, a sejtszintű és a szervezetszintű szabályozás fő módjai kerülnek bemutatásra. A tankönyv a bio-, illetve génmérnökség alapjainak ismertetésével zárul. a vegyületek elnevezése a legújabb kémiai helyesírási szabályzatot követi, és nagy hangsúllyal szerepel a biokémiai folyamatok molekuláris mechanizmusainak bemutatása is. A tankönyv nemcsak a mérnök hallgatók számára tartalmaz hasznos ismeretanyag, hanem témája általános érdeklődésre is számot tarthat a biokémia iránt érdeklődők széles táborában. Sarkadi Livia a kémiai tudományok kandidátusa, habilitált egyetemi docens a BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Karán. Fő oktatási területei a biokémia és az élelmiszeranalitika. Kutatási témáinak középpontjában az aminosavak és biogén aminok élelmiszerminősítési és növényi fiziológiai szerepének tanulmányozása áll. Kutatási eredményeiről eddig közel 200 publikáció jelent meg hazai és nemzetközi folyóiratokban és kiadványokban, valamint három magyar nyelvű tankönyv és három angol nyelvű szakkönyv társszerzője. Tudományos közéleti tevékenységének főbb területei: az MTA Élelmiszerfehérje-kémiai Munkabizottságának elnöke, az Európai Kémiai és Molekuláris Tudományok Szövetsége (EuCheMS) Élelmiszerkémiai Divíziójának titkára, ezeken kívül számos tudományos egyesület és nemzetközi folyóirat szerkesztőbizottságának, valamint nemzetközi tudományos konferenciasorozatok tudományos szervezőbizottságának tagja. Oktatási tevékenységének elismeréséül Széchenyi Professzori Ösztöndíjban részesült, konferenciaszervező munkáját a közelmúltban a Magyar Kémikus Egyesület Nívódíjjal jutalmazta. Vissza
TARTALOM
Előszó 5
Tartalomjegyzék 7
A biokémia tárgya 13
A biokémia kialakulásának és fejlődésének főbb mérföldkövei 14
A biokémia magyarországi kialakulásának rövid története 18
Az élő rendszerek jellemző tulajdonságai 20
A biomolekulák eredete és az élet keletkezése 22
Az élő anyag kémiai összetétele 24
Bioelemek 24
Makroelemek 24
Mikroelemek 25
Biomolekulák 25
Aminosavak szerkezete és tulajdonságai 26
Fehérjék szerkezete és tulajdonságai 32
Szénhidrátok szerkezete és tulajdonságai 36
Monoszacharidok 36
Diszacharidok 40
Poliszacharidok 41
Zsírsavak szerkezete 44
Lipidek szerkezete és tulajdonságai 46
Nukletidok szerkezete és tulajdonságai 51
Nukleinsavak szerkezete és tulajdonságai 53
A dezoxiribonukleinsav (DNS) szerkezeti szintjei 56
A ribonukleinsav (RNS) szerkezeti szintjei 58
A ribozimek tulajdonságai 61
A sejt molekuláris szerveződése és a fő sejttípusok 62
A fő sejttípusok 62
A fő szövettípusok 68
A víz az élet közege 71
Bioenergetika 71
A bioszféra fő anyagcsere-folyamatai 73
A szén, a hidrogén és az oxigén körforgalma 73
A nitrogén körforgalma 73
A kén körforgalma 75
Az intermedier anyagcsere fő jellemzői 76
Az élő szervezetekben lejátszódó jellegzetes reakciók 78
Nukleofil szubsztitúciós reakciók 78
Eliminációs reakciók 78
Addíciós reakciók 80
Izomerizációs reakciók 80
Oxidációs-redukciós reakciók 81
Hidrolízis 82
Az enzimek (biokatalizátorok) általános jellemzése 84
Az enzimkinetika alapjai 85
Az enzimek aktivitását befolyásoló tényezők 87
Az enzimek osztályozása 89
A fontosabb koenzimek és funkciójuk 90
Az oxidoreduktázokhoz kapcsolódó koenzimek 90
A transzferázokhoz kapcsolódó koenzimek 94
Az izomerázokhoz kapcsolódó koenzimek 95
Az enzimekhez kapcsolódó ásványi komponensek 97
Katabolikus (lebontó) anyagcsere-folyamatok 99
A szénlánc katabolikus anyagcseréje 101
Szénhidrátok lebontása (glikolízis) 101
A piruvát felhasználása 106
A poliszacharidok bekapcsolódása a glikolízisbe 110
Egyéb hexózok bekapcsolódása a glikolízisbe 111
Pentóz-foszfát ciklus 111
Lipidek lebontása 115
Telített zsírsavak ß-oxidációja 117
Telítetlen zsírsavak ß-oxidációja 120
Többszörös telítetlen zsírsavak ß-oxidációja 120
Páratlan szénatomszámú zsírsavak lebontása 122
Zsírsavak ß-oxidációja a peroxiszómában 123
Zsírsavak alfa oxidációja 124
Ketontestek képződése 124
A nitrogéntartalmú biomolekulák katabolikus anyagcseréje 124
A fehérjék és az aminosavak lebontása 124
Az aminosavak dezaminálása 126
Az oxálacetáttá lebomló aminosavak metabolizmusa 129
A piruváttá lebomló aminosavak metabolizmusa 129
Az alfa-ketoglutaráttá lebomló aminosavak metabolizmusa 132
A szukcinil-koenzim-A-vá lebomló aminosavak metabolizmusa 132
Az acetoacettá lebomló aminosavak metabolizmusa 133
Az aminosavak dekarboxilezése 137
A biogén aminok metabolizmusa 143
Ornitinciklus, az ammónia ürítése 145
Nukleinsavak lebontása 147
A nukleotid- és az aminosavlebontás kapcsolata 147
Citrátciklus 151
Anaplerotikus folyamatok 155
Glioxilátciklus 157
Terminális oxidáció 160
Oxidatív foszforilezés 163
A katabolikus metabolizmusok energiamérlegei (összefoglalás) 168
A glükóz anaerob és aerob lebontásának energiamérlege 168
A pentóz-foszfát ciklus energiamérlege 171
A zsírsavlebontás energiamérlege 171
Anabolikus (felépítő) anyagcsere-folyamatok 172
A szénlánc anabolikus anyagcseréje 172
Szénhidrátok bioszintézise (fotoszintézis) 172
A fotoszintézis fényszakasza 174
A fotoszintézis sötétszakasza (Calvin-ciklus, C3-as út) 180
Hatch-Slack-ciklus (C4-es út) 184
CAM-metabolizmus 184
Fotorespiráció (fénylégzés) 186
Az egyszerű cukrok felépítése és átalakulásai 186
Néhány di- és oligoszacharid bioszintézise 188
Poliszacharidok bioszintézise 188
A glikogén bioszintézise 190
A keményítő bioszintézise 192
Glükoneogenezis, a glükóz denovo szintézise 195
Cori-ciklus 195
Lipidek bioszintézise 196
A zsírsavak bioszintézise 196
A telítetlen zsírsavak bioszintézise 201
A glicerin-3-foszfát keletkezése 202
A trigliceridek bioszintézise 202
A foszfolipidek bioszintézise 203
A szfingolipidek bioszintézise 206
A koleszterin bioszintézise 206
A nitrogén anabolikus anyagcseréje 212
Nitrogénmegkötés 213
Nitrifikálás 214
Nitrát- és nitritredukció 214
Az ammónia beépülése 215
Az aminosavak bioszintézise 215
A glutaminsav-család bioszintézise 218
Az aszparaginsav-család bioszintézise 218
A szerin-család bioszintézise 224
A piruvát-család bioszintézise 225
A gyűrűs aminosavak bioszintézise 227
A nukleotidok bioszintézise 231
A purinbázisok bioszintézise 231
A pirimidinbázisok bioszintézise 236
A nukleinsavak bioszintézise 240
A DNS bioszintézise 241
A prokarióta DNS bioszintézise 241
Az eukarióta DNS bioszintézise 247
A DNS-bioszintézis hibalehetőségei és javító mechanizmusai 248
Az RNS bioszintézise 252
A prokarióta RNS bioszintézise 252
Az eukarióta RNS bioszintézise 254
Fehérjebioszintézis 258
Genetikai kódszótár 258
A fehérjebioszintetizáló rendszer elemei 260
Prokarióta fehérjebioszintézis 262
A prokarióta és az eukarióta fehérjebioszintézis összehasonlítása 266
Poszttranszlációs fehérje módosulások 269
A kén anabolikus anyagcseréje 270
Biológiai sejtfalak és membránok 272
A növényi sejtfalak szerkezete 272
A baktériumok sejtfalának szerkezete 272
A biológiai membránok szerkezete 274
Membrántranszport-folyamatok 277
Passzív transzport 279
Az ionofórok működése 280
Az ioncsatornák működése 281
Aktív transzport 281
Nátrium-kálium pumpa 284
A glükóz aktív transzportja 285
A glükóz módosított aktív transzportja 285
A kalcium aktív transzportja 287
Aminosavak transzportja 287
Makromolekulák transzportja 288
Biológiai szabályozás 291
Molekuláris szintű szabályozás 291
Reverzibilis enzimgátlások 291
Allosztérikus szabályozás 293
Kovalens módosítás 294
Foszforilezés 294
Alegységszerkezet megváltoztatása 294
Módosító fehérjék 294
Zimogén aktiválás (limitált proteolízis) 295
Izoenzimek 297
Sejtszintű szabályozás 298
A transzkripció szabályozása prokariótákban 298
Enzimindukció 299
Enzimrepresszió 300
CAMP-CAP-komplex 300
Attenuátoros szabályozás 301
Az eukarióta szervezetek sejtszintű szabályozásának formái 302
Szervezetszintű szabályozás 309
Elsődleges jelátvivők 309
Receptorok 311
Sejtfelszíni (membrán) receptorok 311
Ioncsatorna receptorok 311
G-fehérjékhez kötött receptorok 312
Egy transzmembrán szakasszal rendelkező katalitikus aktivitású receptorok 314
Enzimhez kötött receptorok 314
Intracelluláris receptorok 315
Az anyagcsereutak szabályozása 315
A glikolízis és a glükoneogenezis szabályozása 315
A glikogén lebontásának és bioszintézisének szabályozása 317
A pentóz-foszfát ciklus szabályozása 318
A zsírsavlebontás és -bioszintézis szabályozása 319
A citrátciklus szabályozása 320
A Calvin-ciklus szabályozása 321
Az aminosavak bioszintézisének szabályozása 322
A nukleotidok bioszintézisének szabályozása 324
A biomérnökség alapjai 326
A fehérjék kinyerése és tisztítása 326
A fehérjék elsődleges szerkezetének meghatározása 329
Fehérjék meghatározása immunanalitikai módszerekkel 331
Western-blot technika 334
DNS-technológia 335
A restrikciós-endonukleázok és a DNS-ligáz tulajdonságai 335
DNS-klónozás 335
A reverz-transzkriptáz enzim működése 337
Polimeráz láncreakció (PCR) 337
DNS-szekvenálás 338
Sanger-féle szekvenálás 338
Maxam-Gilbert-szekvenálás 341
Hibridizációs technikák 341
Southern-blot technika 342
Northern-blot technika 342
Chiptechnológia 342
Génkönyvtárak 343
Géntérképezés 343
Transzgénikus élőlények 344
Ajánlott irodalom 347
Névmutató 348
Tárgymutató 351