Vertiefendes Seminar zur Vorlesung Biochemie - LIMES

Vertiefendes Seminar zur Vorlesung Biochemie
24.10.2014
Vorbesprechung und Organisation
Gerhild van Echten-Deckert
Fon. +49-228-732703
Homepage:
http://www.limes-institut-bonn.de/forschung/arbeitsgruppen/unit-3/abteilung-van-echten-deckert/abt-van-echten-deckert-startseite/
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Gliederung der Grundvorlesung Biochemie
Proteinstrukturen, -Konformation und –Dynamik
Zelle
Zellentheorie, Kompartimentierung der Zelle (Aufbau von Prokaryoten und Eukaryoten,
Aufbau und Stoffwechsel von Zellorganellen, Membranen als Diffusionsbarrieren und ihre Rolle bei
der Informationsübertragung)
Energiehaushalt und Fließgleichgewichte
Proteine
P
t i
Aminosäuren als Proteinbausteine,
Peptidbindung
Primär-,, Sekundär- und Tertiärstruktur von Polypeptiden
yp p
Domänen und Motive
Membranproteine (Lipidanker, Transmembranproteine, Membraninsertion)
Proteinfaltung
Enzyme
Klassifizierung
Kofaktoren
Kinetik (Michaelis-Menten, Lineweaver-Burk, Scatchard, Inhibitoren, Kooperativität, Hill-Plot,
Regulation)
Energiestoffwechsel
Glykolyse: Abbau von Glukose zu Pyruvat (10 enzymatische Schritte; Schicksal des Pyruvats)
Gluconeogenese: Synthese von Glukose aus Nichtkohlenhydratvorstufen
Pentosephosphatweg: Abbau von Glukose zu Pentosen
Pyruvatdehydrogenase Multienzymkomplex: Pyruvat
Citratzyklus: Oxydation von Acetyl-CoA zu CO2
Glyoxylatzyklus: „verkürzter
verkürzter“ Citratzyklus
Photosynthese: CO2-Fixierung, Calvinzyklus
Atmungskette und oxidative Phosphorylierung
aktivierte Essigsäure (Acetyl-CoA)
Nukleinsäuren
Aufbau
Replikation
Schäden und Reparatur
Rekombination
PCR (Polymerasekettenreaktion)
Allgemeine Lehrbücher
 D. Voet, J.G. Voet & C.W. Pratt, Lehrbuch der Biochemie. John Wiley & Sons, New York
 D.
D Voet
Voet, J.G.
J G Voet,
Voet Lehrbuch der Biochemie.
Biochemie John Wiley & Sons,
Sons New York
 A.L. Lehninger, D.L. Nelson, M.M. Cox. Prinzipien der Biochemie
Herausgegeben von H. Tschesche, Spektrum – Akademischer Verlag
 T.M. Devlin,
li Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations. Wiley-Liss.
il
i Inc.
 Streyer, L. Biochemie. Heidelberg, Berlin, Oxford : Spektrum Akad. Verl.
Aus dem Englischen übersetzt von Günther Stoll.
Zellbiologie
 Lodish,
Lodish Baltimore,
Baltimore Berk,
Berk Zipursky,
Zipursky Matsudaira,
Matsudaira Darnell.
Darnell Molekulare Zellbiologie.
Zellbiologie
Ins Deutsche übertragen von L. Träger & R. Träger. Walter de Gruyter, Berlin, New York
 B. Alberts, D. Bray, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter : Lehrbuch der
Molekularen Zellbiologie („Der kleine Alberts“) Wiley-VCH Verlag
Ziel : Untersuchung des Lebens auf
molekularer Ebene
Leben : Sich Selbst regulierende,
g
aktiv auf Reize reagierende
g
und
sich selbst replizierende Systeme
Alle Organismen zeigen gemeinsame biochemische Prinzipien
• Erbinformation (DNA bzw.
bzw RNA)
• Energiestoffwechsel (ATP als universeller Energiespeicher)
und analoge Stoffwechselwege (Glykolyse)
• Konservative Enzymmechanismen (Proteasen,
(Proteasen Hydrolasen)
4.6 *109 Jahre : Alter der Erde  präbiotische Zeit (chemische Evolution)
 BIOPOLYMERE
 3,5*109 Jahre fossile „Bakterien“
Prinzip des Informationsflusses
(Achtung: Ausnahmen)
Transkription
DNA
Translation
RNA
Replikation
Protein
Steuerung aller Zellfunktionen
AUSGANGSMATERIALIEN
Primitive Atmosphäre,
Hydro und Lithosphäre
HydroExtraterr. Material
PROTOBIONTEN oder
PROTOZELLEN postulierte
Frühformen
PROGENOTEN
(Erste Formen heutigen Lebens)
CHEMISCHE EVOLUTION
kleine Moleküle, Aminosäuren,
F ä
Fettsäuren,
Zucker,
Z k Nukleobasen
N kl b
MOLEKULARE EVOLUTION
Polymere von Aminosäuren, Zuckern;
Selbstorganisierte supramolekulare
Strukturen mRNA,
Strukturen,
mRNA Membranvesikel
Archebakterien
Eubakterien
y
((Darwinsche Evolution))
Eukaryoten
Zentralstoffwechsel C-C-Bindungen
Peripherstoffwechsel C-C-Bindungen
Peripherstoffwechsel C-X-Bindungen
System der Stoffwechselwege
Purin-Nucleotide
Pterine
Flavine
[HCOOH]
[CH2O]
Gly
l
His
Chinone
RNA Phe, Tyr, Trp
DNA
PRP
TPP
[CH3-N]
Methylierungen
CO
P~Zucker
PyrimidinNucleotide
F tt ä
Fettsäure-Lipide
Li id
C2
C3
Ala,, Ser
(Se)-Cys
Biotin
Lipoat
Isoprenoid-Lipide
Leu
C6
Val
Ile
Glu
C5
Gln, Pro
Orn, Arg
Lys
C4
Thr, Met
Orotat
CO2
Asp, Asn
Tetrapyrrole
CoA
NADH
Structural hierarchy in the molecular organization of cells
Lehninger Principles of Biochemistry. 5th Ed.