Prinzipien der Geschwindigkeitskontrolle von Stoffwechselabläufen
Orientierungshilfe für die praktische Arbeit
Samenvatting
Die langjährige Beschäftigung mit Fragen der Stoffwechselregulation und Enzymkinetik im Rahmen der Ausbildung von Studenten der Biologie und verwandter Gebiete gab den Anstoß für die Abfassung des Buches "Prinzipien der Geschwindigkeitskontrolle von Stoffwechselabläufen". Der genannte Hörerkreis bringt zunächst ein großes Interesse für Themen mit "modernen biochemisch-physiologischen" Fragestellungen auf. Dieses Inter esse erlischt bei vielen Kandidaten aber dann sehr schnell, wenn qualitative Aussagen durch quantitative Formulierungen präzisiert werden sollen. Gerade das ist aber gefordert, wenn zellphysiologische Abläufe und ihre Veränderungen im Gefolge experimenteller Eingriffe möglichst exakt und zweifelsfrei beschrieben werden sollen. Denn die zell physiologischen Abläufe - dazu gehören Einzelreaktionen, Reaktionssequenzen und Transportvorgänge - haben ein typisches Zeitverhalten. Sie sind entweder stabil (stabile steady state Struktur, Homöostasie) oder veränderlich (Übergangsphasen). Beides läßt sich durch die Ermittlung der sogenannten Systemparameter erfassen und in Verbindung mit bestimmten Variablen auch quantitativ ausdrücken. Systemparameter sind die Geschwin digkeits- und Transportkonstanten, aber auch Gleichgewichts-, Michaelis-und Inhibitor konstanten. Die Auslenkungen der Reaktandenkonzentrationen aus denjeweiligen Gleich gewichtslagen (Massenwirkungsquotienten) stellen eine wichtige Gruppe der variablen Größen dar. Die Verknüpfung von beiden in geeigneten kinetischen und thermodynami schen Gesetzen liefert Gleichungssysteme, mit denen prinzipiell eine zweifelsfreie Be schreibung von Stoffwechselsituationen möglich ist. Die Ermittlung von Systemparame tern und die sachkundige Handhabung der dazugehörigen Gesetzmäßigkeiten bietet eine Möglichkeit, die Diskussion über das dynamische System Zelle zu versachlichen, auch und gerade weil die quantitative Betrachtung limitierende Randbedingungen besser sichtbar werden läßt, auf die sich Aussagen gründen.