Der Begriff Biochemie bezeichnet die Lehre von chemischen Vorgängen in einem Lebewesen, zum Beispiel der Stoffwechsel. Sie bewegt sich zwischen Medizin, Chemie und Biologie.
Beschäftigungsfelder der Biochemie:
1. Biomolekulare Strukturen werden untersucht: welchen Aufbau haben Biomoleküle, wie ist der Organismus eines Lebewesens aufgebaut, in welcher Art werden molekulare Bausteine bereitgestellt und wie sieht die Wechselwirkung untereinander aus?
2. Der Stoffwechsel wird untersucht: wie werden welche Stoffe von einem Lebewesen umgesetzt, sind biogenetische Voraussetzungen notwendig, sind Biokatalysatoren beteiligt, wie funktioniert die Steuerung des Stoffwechsels?
3. Der Informationsaustausch innerhalb und zwischen den Organismen wird untersucht: auf welche Art werden Informationen gespeichert, weitergeleitet und wieder abgerufen, wie funktioniert die Koordination?
Die Betrachtungen der Biochemie konzentrieren sich demnach auf die Nukleinsäuren, Lipide, Proteine, Kohlenhydrate und deren Derivate, die als Biomoleküle bezeichnet werden. Die wichtigen biochemischen Vorgänge spielen sich fast alle in einem wässrigen Milieu ab – dem Lebewesen.
Die Anfänge der Biochemie
Zu Beginn der 19. Jahrhunderts entwickelte sich die Biochemie aus der Chemie, der Biologie und der medizinischen Physiologie. Sie war schon am Anfang mit der Zellbiologie und der Genetik verbunden.
Nach wie vor arbeiten diese Wissenschaften zusammen und die Grenzen überlappen immer mehr. Heute werden Biochemie, Genetik und Zellbiologie oft unter dem Begriff Molekularbiologie zusammengefasst.
Vinzenz Ketzinsky verwendete 1858 das erste Mal den Begriff Biochemie als er sein “Compendium der Biochemie” veröffentlichte. Georg Carl Ludwig Sigwart war zu Beginn des 10. Jahrhunderts einer der ersten Deutschen der sich mit der Biochemie beschäftigte. Anselme Payen entdeckte 1833 in Frankreich mittels einer Amylase das erste Enzym.
Julius Eugen Schlossberger gelang es ab 1845 Kreatin aus dem Muskelfleisch eines Alligators zu isolieren. Des Weiteren analysierte er den Jodgehalt von Korallen, rachitische Knochen und das Kupfer im Hämocyanin. 1869 wurde das Nuklein entdeckt und 1896 folge die Entdeckung der zellfreien Gärung, die dem Entdecker knapp zehn Jahre später den Nobelpreis einbrachte.
Eine weitere wichtige Entdeckung macht Sir Hopkins 1912 in England; er entdeckte die Vitamine und die essentiellen Aminosäuren und wurde viele Jahre später ebenso mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. 1926 wurde das Atmungsfermen Cytochomoxidase von Otto Warburg entdeckt, auch diese Entdeckung wurde mit einem Nobelpreis honoriert.
Weitere Meilensteine der Biochemie sind:
1929 – Aufklärung der Funktion der Glykolyse (= Abbau von Zucker) durch Gustav Embden, Otto Meyerhof und Jakub Parnas.
1932 – Citratzyklus (=Kreislauf biochemischer Reaktionen im Stoffwechsel) wurde aufgeklärt durch Hans A. Krebs.
1953 – DNA Struktur wurde entschlüsselt von James Watson und Francis Crick.
Die Biochemie bedient sich einer Vielzahl an Methoden aus verschiedenen Gebieten. In der klassischen Biochemie kommen vor allem Ansätze der analytischen, organische und physikalischen Chemie, sowie der Physik zum Einsatz. Zu den wichtigsten Techniken gehören zum Beispiel die Chromatographie, die Zentrifugation, und verschiedene Isotopentechniken. In den letzten Jahren wurde die Liste um Methoden aus der Informatik, der Molekularbiologie und der Mikrobiologie erweitert. Die Auswertung der Biochemie bedient sich mathematischer Methoden.
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