Biophysik I & II

Grundlagen der Molekularen Biophysik

  • Art der Veranstaltung: Vorlesung mit jeweils 2 SWS
  • Veranstalter: H. Decker, N. Hellmann, E. Jaenicke
  • Termin: Siehe Vorlesungsverzeichnis
  • Ort: Hörsaal 18 (Institut für Zoologie, 1. Stock, Eingang Becherweg 7)
  • Zielgruppe:
    -
    Biologie-Diplom (Haupt- und Nebenfach)
    - Physik-Diplom (Nebenfach)
  • Leistungsnachweis: keiner
  • Die Vorlesungen Molekulare Biophysik I & II bauen inhaltlich aufeinander auf.
  • Molekulare Biophysik I: jedes Jahr im Wintersemster
  • Molekulare Biophysik II: jedes Jahr im Sommersemester

Themen:

Biophysik der Proteine / Grundzüge der Bioinformatik

  • physikalisch-chemische Eigenschaften des Wassers, der Aminosäuren
  • Peptidbindung, Ramachandran-Plot
  • Codierung der Aminosäuren und Prinzipien der molekularen Evolution
  • Kräfte, die für die biologische Strukturbildung eine Rolle spielen
  • Sekundärstruktur, Faltungsmotive, Helix, Faltblätter, etc
  • Tertiärstruktur, Domäne
  • Strukturelle Bedeutung von Wasser
  • Metallkoordinationen, Aufbau biologisch aktiver Zentren
  • Quartärstruktur, Bedeutung von Symmetrien
  • isologe und heterologe Assoziation, Hämoglobin, Hämocyanin, Mikrotubuli, Aktin
  • Superquartärstruktur, Muskel
  • Stabilität, Faltung, Entfaltung, Rückfaltung von Proteinen, Chaperone, Molten Globule
  • strukturelle Basis der Kooperativität und Allosterie, Konformationen, MWC-, KNF- und Nesting-Modell
  • Methoden zur Bestimmung der Struktur, Wechselwirkungskräfte und Dynamik von Proteinen

Physik, Theorie und Anwendung verschiedener Methoden

  • Absorptionsspektroskopie
  • Fluoreszenzspektroskopie
  • Infrarotspektroskopie
  • CD-Spektroskopie
  • Mößbauerspektroskopie
  • Streuung elektromagnetischer Strahlung: Röntgen-, Neutronen- und Lichtstreuung

Thermodynamik

  • Grundlagen
  • Massenwirkungsgesetz
  • Gibbsche Fundamentalgleichung
  • thermodynamische Potentiale
  • Differential Scanning Calorimetry
  • Titrationsmikrokalorimetrie

Transporterscheinungen, Ausgleichsvorgänge

  • Diffusion, molekulare Geschwindigkeit, Limitierung der Größe bestimmter Organismen
  • Ficksches Gesetz, Konzentrationsausgleich, Gastransport, Löslichkeit
  • Viskosität, Ultrazentrifugation
  • Wärmetransport und Wärmeleitung

Enzymatik

  • Grundlagen
  • Stop-Flow, T-jump Relaxationsmessung

Literaturempfehlung (Auswahl):

  • Winter / Noll: "Methoden der Biophyikalischen Chemie", Teubner Studienbücher
  • Voet / Voet: "Biochemie", Wiley-VCH
  • Mathews, van Holde, Ahern: "Biochemistry",Benjamin-Cummings Publishing Company
  • van Holde, Johnson, Ho: "Principles of Physical Biochemistry", Prentice Hall College Div
  • Adam, Läuger, Stark: "Physikalische Chemie und Biophysik", Springer Verlag
  • Lottspeich, Engels: "Bioanalytik", Spektrum Akademischer Verlag
  • Schmidt: "Optische Spektroskopie", Wiley-VCH