Analytische Biochemie

Von Ulla Wollenber-ger, Reinhard Ren-neberg, Frank F. Bierund Frieder W.Scheller. Wiley-VCH, Weinheim2003. 224 S., Bro-schur, 47.90 E.—ISBN 3-527-30166-6

Der Titel des Buches ist, dies sei vorwegbemerkt, auf den ersten Blick irref�h-rend, wie die Autoren im Vorwortselbst einr�umen, da der Begriff „Bio-analytik“ sehr weit gefasst ist und f�rviel mehr steht, als das hier vorliegendeBuch beschreibt. Im Untertitel wirddann aber konkret benannt, was dasBuch wirklich bietet, n�mlich „einepraktische Einf�hrung in das Messenmit Biomolek�len“. Genau dies ist dasBuch in der Tat und als solches findetes seinen Platz zwischen vielen anderenB�chern mit �hnlichem Titel.

Im ersten Teil, der mehr als dieH�lfte der gut 200 Seiten einnimmt,werden die Grundlagen und Methodenunter hohem Praxisbezug pr�gnant be-schrieben. Nach einer Darstellung derPrinzipien der biomolekularen Erken-nung in verschiedenen Anwendungsbe-reichen folgen ein recht umfassendesKapitel �ber analytische Methoden mitEnzymen (man beachte: es geht inerster Linie um das Messen mit, nichtvon Biomolek�len!) und eines �berdie Rolle von Antik7rpern. In Kapitel 4wird die Analytik von Nucleins�urendiskutiert, es folgen Immobilisierungs-techniken (Kapitel 5) und deren Imple-mentierung in komplette Methoden in

Kapitel 6, das den ersten Teil desBuches beschließt.

Nach einer knappen, dem Anliegendes Buches aber hinreichend angemes-senen Literatursammlung, kommt derPraktikumsteil, in dem anhand vonneun detailliert beschriebenen Versu-chen Anwendungen der im ersten Teilbeschriebenen Grundlagen aufgezeigtwerden. Die Versuchsanordnungen ver-langen eine gewisse Erfahrung imUmgang mit Biomolek�len, aber dasBuch ist sicher auch nicht zum Selbststu-dium gedacht, sondern f�r ein betreutesPraktikum, das nach diesen Versuchs-vorschl�gen gestaltet werden kann –hierf�r ist das Buch vorz�glich geeignet.

Die Auswahl der Versuche ist inter-essant und gelungen und umfasst: dieBestimmung von Glucose und St�rkein Lebensmittelproben, die Messungvon l-Malat in einer Lebensmittelprobemithilfe von gekoppelten Enzymreak-tionen, die Messung von Peroxidaseaus Meerrettich, die Messung von Inhi-bitoren der Acetylcholinesterase, dieDetektion von Superoxidradikalen mitCytochrom C, Experimente zur Nucle-ins�ureanalytik, einen kompetitiven Im-munassay f�r die Messung von 2,4-Di-chlorphenoxyessigs�ure, einen Nach-weis von IgG mit Sandwich-ELISAund eine Messung der Wechselwirkungvon IgG und Protein A mithilfe einesBiosensors. Diese Aufz�hlung der Expe-rimente macht das Ziel der Autorendeutlich, n�mlich die in der Bioanalytikwichtigsten Techniken mit lehrreichenVersuchen zu kombinieren und Studen-ten Sicherheit im Umgang mit der La-bortechnik und den Prinzipien der Bio-analytik zu geben. Dies ist, so scheintmir, den Autoren sehr gut gelungen.F�r die Ausarbeitung von Versuchenf�r ein Praktikum der Biochemie, derMolekularbiologie, der molekularenAkologie und auch der Biophysik sindhervorragende Anregungen und wert-volle praktische Hinweise gegeben.Den Autoren ist ihre große Erfahrunganzumerken, allerdings sollten beimAnwender, wie schon erw�hnt, chemi-sche Grundkenntnisse und erste experi-mentelle Erfahrungen vorhanden sein.

Wenn Kritik anzubringen w�re,dann gilt diese der etwas inhomogenenDarstellung. Man hat den Eindruck,allein �ber die sehr unterschiedlichenSchreibstile den Bbergang von einem

Autor zum anderen zu erkennen. Teilsist die Darstellung sehr knapp gehalten,mit einfachen S�tzen wie aus einem La-borbuch �bernommen, teils ist sie sehrdetailliert. Auch h�tten einige der Ab-bildungen im Praktikumsteil etwasmehr Sorgfalt vertragen. Diese Einw�n-de schm�lern den Wert des Buches abernicht im Geringsten. Es ist ein Buch, ge-schrieben von Praktikern f�r Praktikerin der Lehre, z.B. Betreuer eines bioche-mischen Praktikums. Es ist zu hoffen,dass es eine angemessene Verbreitungfindet, denn es macht sich in hervorra-gender Weise um das zugrunde liegendeThema – die Bioanalytik mit Biomole-k�len – verdient. Studenten vieler Fach-richtungen in den Life Sciences k7nntendavon profitieren, und so sollte es inkeinem B�cherschrank von Praktikums-betreuern in der Biologie, Biochemieund Akologie fehlen.

Michael W. LinscheidInstitut f%r ChemieHumboldt-Universit)t zu Berlin

Life, Death, and Nitric Oxide

Von Anthony Butlerund Rosslyn Nichol-son. Royal Societyof Chemistry, Cam-bridge 2003. 154 S.,Broschur,21.95 £.—ISBN0-85404-686-0

Die Entdeckung, dass das freie RadikalStickstoffmonoxid (NO) in praktischallen lebenden Organismen, vom Pilzbis zum Menschen, als biologischer Sig-nal�bertr�ger fungiert, ist eines der fas-zinierendsten Kapitel in der biomedizi-nischen Forschung des 20. Jahrhunderts.Beim Menschen ist NO an so unter-schiedlichen biologischen Prozessenwie der Regulierung des Blutdrucks,der Blutpl�ttchenaggregation, der sy-naptischen Plastizit�t im Gehirn, der

AngewandteChemieB�cher

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Immunabwehr und der Peniserektionbeteiligt.

Bis April 2004 waren bei Medlinemehr als 60000 Publikationen �ber NOregistriert, darunter ca. 7000 Bbersichts-artikel. Anthony Butler und Rosslyn Ni-cholson haben nun den Versuch gewagt,nahezu alle wichtigen Bereiche derChemie und Biologie von NO in einemd�nnen Taschenbuch abzudecken. Imersten Kapitel beschreiben sie die bahn-brechende Entdeckung durch die No-belpreistr�ger Robert Furchgott undLouis Ignarro sowie durch SalvadorMoncada, der bei der Preisverleihungnicht ber�cksichtigt wurde, dass NO alsendothelabh�ngiger relaxierender Fak-tor wirkt. Offensichtlich missf�llt denAutoren die Entscheidung des Nobel-Komitees, Ferid Murad, der NO als Ak-tivator der l7slichen Guanylatcyclaseidentifizierte, als dritten Preistr�ger be-nannt zu haben. Eine Beurteilungdieser Kontroverse, die so komplex ist,dass ein eigenes Buch dar�ber geschrie-ben werden k7nnte, h�tte allerdings we-sentlich mehr Hintergrundinformatio-nen erfordert. Die folgenden vier Kapi-tel besch�ftigen sich mit der thrombozy-tenaggregationshemmenden Wirkungvon NO, den NO-Synthasen, S-Nitroso-thiolen und dem WirkmechanismusNO-freisetzender Therapeutika, die beiAngina pectoris und anderen kardiovas-kul�ren Krankheiten eingesetzt werden.

Unvermittelt wechseln die Autorendann zu Themen, die mit der Biologievon NO nichts mehr zu tun haben: derSynthese von NO im Labor und denMe-chanismen der Smogbildung, einer rela-tiv technischen Beschreibungen der che-mischen Eigenschaften von NO, Reak-tionen mit Bbergangsmetallen und derFunktion von Katalysatoren zur Redu-zierung von CO und NO in Motorabga-sen (Kapitel 7–10).

In den n�chsten f�nf Kapitelnwerden dann wieder biologischeThemen aufgegriffen, wobei spezielleAspekte der S�uger-Physiologie, beidenen NO eine Rolle spielt, im Mittel-punkt stehen. Behandelt werden hierImmunabwehr, Tumorwachstum, Re-sorption in Knochen, Hautsch�digungdurch UV-Strahlung und Neurotrans-mission. Die wohl bekannteste Wirkungvon NO als Neurotransmitter im Corpuscavernosum wird im 16. Kapitel er7r-tert. Hier erl�utern die Autoren die mo-

lekularen Mechanismen der gesteiger-ten penilen Erektionsf�higkeit durchSildenafil (Viagra). In den folgendenKapiteln �ber Inhibitoren der NO-Bio-synthese werden insbesondere die mut-maßlichen Wirkungen von N,N-Dime-thyl-l-arginin (l-ADMA) als endoge-nem Inhibitor, der die NO-Bildung beikardiovaskul�ren Krankheiten beein-tr�chtigen kann, und eines hydrolysie-renden, l-ADMA desaktivierendenEnzyms er7rtert. Die Kapitel 18 und 19besch�ftigen sich mit dem Auftretenvon NO bei der bakteriellen Denitrifi-kation und der NO-Bildung in Wirbello-sen wie Pfeilschwanzkrebsen und Gl�h-w�rmchen. Das abschließende Kapitelenth�lt einen Ausblick auf das For-schungsgebiet NO. Ferner enth�lt dasBuch ein Glossar und ein Sachwortver-zeichnis, beide sind jedoch wenig um-fangreich.

Ein Problem dieses Buches ist, dassdie Autoren versucht haben, alles was�ber NO bekannt ist, in einen f�r jeder-mann verst�ndlichen Text zu fassen. Da-durch sind viele Themen, besonders diebiomedizinischen, die vielfach nochkontrovers diskutiert werden, zu verein-fachend dargestellt. Wie konnten dieAutoren versuchen, so unterschiedlicheThemen wie katalytische Reaktoren,MO-Theorie, Immunabwehr und Apo-ptose auf nur 150 Seiten unterzubrin-gen? Besser w�re es gewesen, sich aufdie Darstellung einiger weniger, aberwissenschaftlich fundierter Sachverhaltevon generellem Interesse zu beschr�n-ken und die kontrovers diskutiertenThemen auszusparen. Zweifellos ist dieBeschreibung von katalytischen Reak-toren, der NO-Synthese im Labor undder Smogbildung fehl am Platze ineinem Buch, das, wie schon der Titel an-deutet, Leser ansprechen soll, die sich�ber die physiologischen Wirkungenvon NO informieren wollen.

Noch schwerer wiegt der Umstand,dass den Autoren auf den Gebieten Phy-siologie und Zellbiologie offensichtlichdie notwendige Kompetenz fehlt.Daraus resultieren zahlreiche gravieren-de Fehler, die den Nutzen dieses Buchsf�r Studierende undDozenten erheblicheinschr�nken. Obwohl einer der Auto-ren, Anthony Butler, sich mit derChemie von NO und insbesondere mitden chemischen Eigenschaften von S-Nitrosothiolen aktiv besch�ftigt hat, ist

die Darstellung der entsprechendenThemen verworren und unvollst�ndig.Die chemischen Reaktionen von NOwerden, verteilt �ber drei oder vier Ka-pitel, zusammen mit anderen Aspektenbeschrieben, und kaum einmal wirdeine Geschwindigkeitskonstante ange-geben, nach der man die biologische Re-levanz einer Reaktion einsch�tzenk7nnte. Bei der Beschreibung der Bio-chemie von S-Nitrosothiolen ignorierendie Autoren potenzielle enzymatischeReaktionwege in der Biosynthese undim Metabolismus dieser Verbindungen.Die Ausf�hrungen zur l7slichen Guany-latcyclase sind besonders d�rftig. So gibtes keine Evidenz f�r die Behauptungen,dass NO das katalytische Zentrum desEnzyms f�r den Zugang des SubstratsGTP 7ffnet, dass CuI-Ionen f�r die kata-lytische Aktivit�t erforderlich sind –CuI-Ionen hemmen (!) die l7sliche Gu-anylatcyclase – oder dass das Enzymbeim septischen Schock hochreguliertwird. Leider geben die Autoren auchkaum Literatur an, anhand derer ihreBehauptungen �berpr�ft werden k7nn-ten. Ihre Aussage, dass die Wirkungs-weise von Glycerintrinitrat (Nitrogly-cerin) in den 1980er Jahren unbekanntwar, ist falsch (siehe die Arbeiten vonF. Murad, L. Ignarro und anderen inden sp�ten 1970er Jahren). Außerdemist es keineswegs „certain“, dass dasArzneimittel enzymatisch zu NO umge-wandelt wird, wie die Autoren behaup-ten. In sorgf�ltigen Untersuchungenkonnte nach der Applikation von Gly-cerintrinitrat keine NO-Bildung in Blut-gef�ßen nachgewiesen werden. Fernerist das Wissen der Autoren nichtgerade auf dem neusten Stand, wennsie feststellen, dass f�r die Aktivierungvon Glycerintrinitrat in vivo die Xan-thinoxidase verantwortlich ist. Warumwerden keine Alternativen und vorallem die interessante Publikation vonStamler et al. aus dem Jahr 2002 er-w�hnt, in der die mitochondriale Alde-hyddehydrogenase als Schl�sselenzymdieser Reaktion beschrieben wird?

Im Kapitel �ber NO-Synthasen wirdbehauptet, die Rolle des Pterin-Cofak-tors Tetrahydrobiopterin sei unklar,obwohl mehrere Arbeitsgruppen 2000und 2001 �ber dessen katalytische Akti-vit�t als Einelektronendonor f�r die re-duktive Aktivierung des FeII-O2-Kom-plexes berichtet haben. Diese Funktion

B�cher

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eines Pterins war bisher noch nie in bio-logischen Prozessen beobachtet wordenund ist vermutlich die notwendige Folgeeiner effizienten Kopplung der redukti-ven Sauerstoffaktivierung mit der NO-Synthese, um die Bildung von Superoxidzu vermeiden, das NO in einer diffusi-onskontrollierten Reaktion desaktiviert.Es ist erstaunlich, dass die Autorendiesen faszinierenden Aspekt der NO-Biosynthese entweder ignoriert habenoder nicht kannten. Bez�glich der Dar-stellungen von Kristallstrukturen vonProteinen stellt sich die Frage, welchenNutzen niedrig aufgel7ste Abbildungenin Schwarz-Weiß haben, wenn nicht zu-mindest deren Quellen angegebenwerden, die den Zugriff auf hochwertigeBilder �ber das Internet erm7glichenw�rden.

Aus Platzgr�nden k7nnen hier nichtalle der zahlreichen Fehler in diesemBuch angesprochen werden. Das Glos-sar umfasst 64 Eintr�ge, von denenmanche trivial, z.B. „Aorta: A majorblood vessel from the heart“, andere,z.B. die Aussage, dass Calmodulin Cal-ciumionen enth�lt, inkorrekt sind. Immangelhaften Sachwortverzeichnisfehlen die unter B einzuordnendenW7rter vollst�ndig, und die unter H auf-gelisteten reichen nur bis „Hibbs“. Zubem�ngeln sind ferner die Abbil-dung 2.1, in der NO die Adh�sion derBlutpl�ttchen f7rdert, die Formel 15.4,die Adrenalin statt Noradrenalin zeigt,die Feststellung, dass NO die Bindungvon Glutamat an dessen Rezeptor inhi-biert (Seite 120) und die fehlende Infor-mation �ber die Rolle der endothelialenNO-Synthase bei der Peniserektion.Beispielsweise l�sst sich dadurch dieerektile Dysfunktion bei Diabetes-Pati-enten als Folge einer endothelialen Dys-funktion erkl�ren. Am Ende jedes Kapi-tels wird unter „Further Readings“ aufeinige willk�rlich ausgew�hlte Arbeitenund ein oder zwei veraltete Bbersichts-artikel verwiesen.

Es stellt sich die Frage, wer diesesBuch lesen k7nnte? Einer Leserschaftohne wissenschaftliche Ausbildung istes nicht zu empfehlen, denn es ist ei-gentlich ein Fachbuch. Andererseits istdas Buch wegen seines eher konzeptlo-sen Aufbaus, der bedeutenden L�ckenbei der Vermittlung des aktuellen Wis-sens und der v7llig unzureichenden Bi-bliographie Studierenden und Dozen-

ten, die nicht mit dem Gebiet vertrautsind, ebenfalls nicht zu empfehlen. Diefaszinierende Biochemie von Stickstoff-monoxid h�tte es verdient, professionel-ler dargestellt zu werden.

Bernd MayerInstitut f%r Pharmakologie undToxikologieUniversit)t Graz (;sterreich)

DOI: 10.1002/ange.200385141

The Chemistry of Nanomaterials

Herausgegebenvon C. N. R. Rao,Achim M#ller undAnthony K. Cheet-ham. Wiley-VCH,Weinheim 2004.741 S., geb.,299.00 E.—ISBN3-527-30686-2

Die Chemie der Nanomaterialien alseine zentrale Disziplin in den Nanowis-senschaften und der Nanotechnologiehat sich in den vergangenen 15–20Jahren zu einem eigenst�ndigen Ar-beitsgebiet entwickelt. Hier fließenviele traditionelle Str7me der chemi-schen Forschung zusammen, und g�nz-lich neue Fragestellungen ergeben sichdurch Ann�herung an Nachbardiszipli-nen, wie die Biologie, die Physik oderdie Medizin. Es besteht kein Zweifeldaran, dass dieses Arbeitsgebiet zu den-jenigen T�tigkeitsfeldern in der Chemiez�hlt, die weltweit an allen f�hrendenForschungsinstitutionen mit gr7ßtemEngagement bearbeitet werden. Inso-fern war es l�ngst an der Zeit, dass sichein Buch wie das vorliegende, das sichin erster Linie an fortgeschrittene Stu-denten und an wissenschaftliche Mitar-beiter richtet, mit den vielf�ltigen As-pekten dieses Themas befasst.

The Chemistry of Nanomaterialssteigt mit einer knappen Einf�hrung indas Gebiet der Nanomaterialien ein.Nach einemBberblick �ber die relevan-ten Materialien, �ber Gr7ßenquantisie-rungseffekte und andere gr7ßenbeding-

te Eigenschaften wird zu nanotechnolo-gischen Anwendungen �bergeleitet, indenen die Chemie durch Syntheseme-thoden oder durch kontrollierte Organi-sation und Adressierung von zentralerBedeutung ist. Es schließen sich 20 ab-geschlossene, zum Teil �berlappendeKapitel an, die sich den verschiedenenSynthesekonzepten und der Organisati-on von Nanopartikeln, -r7hren und-dr�hten sowie nanostrukturierten Poly-meren und nanopor7sen Feststoffenwidmen. Ein Bberblick �ber die vielf�l-tigen Eigenschaften dieser Materialienerstreckt sich von der Analyse der elek-tronischen Struktur bis hin zu katalyti-schen, elektrochemischen oder biosen-sorischen Anwendungen.

Dieses umfassende Themenspek-trum bringt jedoch fast zwangsl�ufigmit sich, dass die einzelnen Themennicht in voller Breite behandelt werdenk7nnen. Dies ist zun�chst sicher zumVorteil f�r den nichtspezialisiertenLeser, der sich mithilfe eines sehr gutangelegten Inhaltsverzeichnisses undRegisters in diesem kompakten Werkgut zurechtfinden d�rfte. Der st�rkerfachkundige Leser wird feststellen,dass sich die einzelnen Kapitel in ihrerfachlichen Tiefe zum Teil deutlich unter-scheiden. Das Werk l�sst außerdem dieBeschreibung von Dendrimeren und an-deren großen funktionalen (Bio)Mole-k�len vermissen, die in jedem Fall zurGruppe der Nanomaterialien zu z�hlensind. Alles in allem ist das Buch zur Be-gleitung von Vorlesungen in den Studi-eng�ngen Chemie und Materialwissen-schaften bestens geeignet.

Ulrich SimonInstitut f%r Anorganische ChemieTechnische Hochschule Aachen

AngewandteChemie

5843Angew. Chem. 2004, 116, 5841 – 5844 www.angewandte.de 1 2004 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim