Bioanorganische Chemie

Sonja Herres-Pawlis / Peter Klüfers

Eine Einführung in die faszinierende Welt der Metalloproteine – das erste moderne Lehrbuch der Bioanorganischen Chemie seit 10 Jahre

Die Bedeutung von Metalloenzymen als Katalysatoren für industrielle Prozesse ist in den vergangenen Jahren rasant gestiegen – mit der Folge, dass sich neben Chemikern auch Biotechnologen, Pharmazeuten und Chemieingenieure mit diesem Gebiet der Bioanorganischen Chemie vertraut machen müssen. Das perfekte Lehrbuch für alle: „Bioanorganische Chemie. Metalloproteine, Methoden und Konzepte“ aus der Feder von Sonja Herres-Pawlis und Peter Klüfers. Die beiden renommierten Chemiker, die in Aachen bzw. München lehren und forschen, haben ein einzigartiges und modernes Buch erstellt, das in einer Synthese aus aktuellen Arbeiten an Metalloenzymzentren und den Grundlagen der Koordinationschemie die perfekte Einführung in dieses spannende und komplexe Thema bietet. Das Lehrbuch, welches das einzige seiner Art auf dem deutschsprachigen Markt ist, erscheint im August 2017 bei Wiley-VCH.

Zahlreiche Enzyme und andere Biomoleküle haben ein „anorganisches“ aktives Zentrum mit einem oder mehreren fest gebundenen Metall- oder Nichtmetallatomen. Die Methoden der bioanorganischen Chemie ermöglichen es, diese aktiven Metallkomplexe zu untersuchen und deren Mechanismen zu verstehen. Auf diese Weise können unter anderen Enzyme für biotechnische, chemische oder pharmazeutische Anwendungen optimiert werden. Diese werden in vielen Bereichen der chemischen Industrie eingesetzt. Das praxiserprobte Lehrbuch, das aus einer Vorlesung der Autoren an der Universität München hervorgegangen ist, erläutert im ersten Teil anhand ausgewählter Metalloproteine, dass die Natur die koordinationschemischen Prinzipien in einer Weise nutzt, die vorbildhaft für die Entwicklung synthetischer Katalysatoren sein können. Die Grundlagen der verschiedenen instrumentellen Methoden für die Untersuchung von Metalloproteinen werden schließlich im zweiten Teil vorgestellt und untersucht. Das Lehrbuch eignet sich bestens für die Vorlesung und für das Selbststudium. Es arbeitet mit zahlreichen Fallbeispielen, was das Lernen erheblich erleichtert. Es ist modular aufgebaut, sodass das Buch bei den unterschiedlichsten Lehrveranstaltungen eingesetzt werden kann. Zudem stellt es eine wichtige Ergänzung zu den Standardlehrbüchern der Biochemie und der anorganischen Chemie dar, da die koordinationschemischen Grundlagen biochemischer Funktion besonders betont werden.

Sonja Herres-Pawlis, Peter Klüfers
Bioanorganische Chemie
Metalloproteine, Methoden und Konzepte

2017,  1. Auflage August 2017, 336 Seiten, 10 Tabellen, Broschur.
ISBN: 978-3-527-33615-9 / Wiley-VCH, Weinheim
55 €

in Kürze…

TEIL I: DIE KOORDINATIONSCHEMIE VON METALLENZYMZENTREN
Säure-Base-Katalyse bei physiologischem pH-Wert: Zink(II) in Carboanhydrase und hydrolytischen Zinkenzymen
Funktion und Inhibition katalytischer Zentren: Urease und Ureasehemmstoffe
Superoxidreduktion in Anaerobiern: Rubredoxin (Rd) und Superoxidreduktasen (SORs)
Anionische Liganden senken das elektrochemische Potenzial: [2Fe-2S]-Ferredoxine und Rieske-Zentren
[4Fe-4S]-Cluster: Ein „altes“ Zentrum mit vielen Funktionen
Katalyse einer Redoxreaktion: Mangan- und Eisensuperoxiddismutase (MnSOD, FeSOD)
Mononukleare Nichthäm-Eisen-Enzyme
O-Atom-Transfer: Der Molybdopterin-Kofaktor
Ein Strukturelement – viele Funktionen: Oxidodieisenzentren
Bioliganden und Bindungsmodelle
High- und Lowspin-Eisen: Myoglobin und Hämoglobin
Häm-NO-Komplexe: P450nor, Nitrophorine, MbNO, lösliche Guanylatcyclase (sGC)
Redoxkatalyse mit Hämzentren: Cytochrom c, Katalase, Cytochrom P450
Redoxchemie bei hohem Potenzial: blaue Kupferproteine und CuA-Zentren
Aktivierung von O2-Spezies in Kupfer-Redox-Zentren:O2-Transport, Oxygenase-, Oxidase- und SOD-Aktivität
Proteinogene Radikale als Liganden: Galactose-Oxidase (GO) und Cytochrom-c-Oxidase (CcO)
Vierelektronen-Katalyse, zweiter Teil: Der O2-freisetzende Komplex in Photosystem II
Hydrogenasen
Nitrogenase
Organometallchemie in Organismen I: cobalaminabhängige Methioninsynthase
Organometallchemie in Organismen II: CO-Dehydrogenase/Acetyl-CoA-Synthase
Ein technisch genutztes Metallenzym: Xylose-Isomerase („Glucose-Isomerase“)
Eisenstoffwechsel
Koordinationschemische „Steckbriefe“ einiger Zentralmetalle
Elektrochemische Potenziale von Sauerstoffspezies bei pH 7

TEIL II: DER BLICK AUFS METALL: GRUNDLEGENDE UND SPEZIELLE METHODEN
Strukturanalyse von Proteinen
UV/Vis-, Fluoreszenz- und CD-Spektroskopie
Elektrochemie
Theoretische Methoden
Resonanz-Raman-Spektroskopie
Röntgenabsorptionsspektroskopie
Mößbauer-Spektroskopie
Elektronenspinresonanzspektroskopie
Magnetische Messungen mit SQUID

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Sonja Herres-Pawlis

Sonja Herres-Pawlis studierte Chemie an der Universität Paderborn und an der Ecole National Supérieure de Chimie in Montpellier. Nach ihrer Promotion war sie an der Universität Stanford als Postdoc tätig. Nach der Habilitation an der TU Dortmund wurde sie 2011 als Professorin für Koordinationschemie und Bioanorganische Chemie an die LMU München berufen. Für ihre Forschungen zur Aktivierung von kleinen Molekülen durch Übergangsmetallkomplexe erhielt sie 2011 den Innovationspreis des Landes Nordrhein-Westfalen. Seit 2015 hat sie den Lehrstuhl für Bioanorganische Chemie an der RWTH Aachen inne.

Peter Klüfers

Peter Klüfers studierte Chemie und Pharmazie an den Universitäten Köln und Bonn. Nach einer Promotion mit einem festkörperchemischen Thema wandte er sich in seiner Habilitation der Koordinationscheme zu. Deren praktische Seite lernte er bei der Enka AG (Wuppertal) in der Entwicklung von Kupferseidemembranen kennen. 1988 wurde er an die Universität Karlsruhe berufen; seit 1998 hat er den Lehrstuhl für Bioanorganische Chemie und Koordinationschemie an der LMU München inne. Die Schwerpunkte seiner Forschung sind Kohlenhydrat- und Nitrosyl-Metallkomplexe.

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