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.