Vorstellung der Biochemie -Vorlesungen im Masterstudiengang Chemie. Prof. K.-H. van Pée Professur für Allgemeine Biochemie

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1 Vorstellung der Biochemie -Vorlesungen im Masterstudiengang Chemie Prof. K.-. van Pée Professur für Allgemeine Biochemie

2 Tryptophan 7-halogenase showing the binding of FAD and tryptophan -terminus FAD domain C-terminus Substrate domain

3 Vorlesungen Proteinreinigung und Enzymkinetik (alt) / Charakterisierung von Enzymen (neu) Diese beiden Vorlesungen sind eng miteinander verknüpft (daher auch in einem Modul) In der Vorlesung Proteinreinigung werden, aufbauend auf den Eigenschaften von Proteinen/Enzymen verschiedene Methoden zur Reinigung vorgestellt Wichtig sind hierbei die theoretischen intergründe der einzelnen Methoden und die praktische Umsetzung Daher ist die Vorlesung sehr nahe an den Forschungsarbeiten an der Professur für Allgemeine Biochemie

4 Gliederung der Vorlesung Proteinreinigung Aufbau von Proteinen Elektrophoretische Methoden Physikalische Eigenschaften einfache Elektrophorese Proteinbestimmung Affinitätselektrophorese Messung der enzymatischen Aktivität Isoelektrische Fokussierung Enzymquellen 2-D-Gelelektrophorese Zellaufschlussverfahren Behandlung von Rohextrakten Literatur: Reinigungsverfahren R. Scopes: Protein Purification Fällungen C.. Suelter: A Practical Guide to Extraktion Enzymology (gibt es auch auf Deutsch) Adsorptionschromatographie. Rehm: Proteinchemie/Proteomics Ionenaustauschchromatographie aus der Serie: Der Experimentator ydroxylapatit Current Protocols in Protein Science Affinitätschromatographie Lectin-Affinitäts-Chromatographie hydrophobe Chromatographie Farbstoffliganden-Chromatographie Metall-Chelat-Chromatographie Immunadsorption Trennung nach Größe Ultrafiltration Ultrazentrifugation Gelfiltration

5 Vorlesung Proteinreinigung kda 200 M CE RT WF Thal Polyacrylamidgel von verschiedenen Fraktionen während der Reinigung eines Proteins

6 Vorlesung Proteinreinigung Das Ergebnis einer gelungenen Proteinreinigung dargestellt als Chromatogramm einer Säulenchromatographie (links) und als Polyacrylamidgel (rechts)

7 Vorlesung Charakterisierung von Enzymen In dieser Vorlesung wird erläutert, welche Eigenschaften von Enzymen ermitteln werden müssen und wie dies erfolgen kann: Molekulargewicht Co-Faktoren Stabilitäten Mechanismus Kinetische Daten (K m -Wert, v max, turnover number)

8 Vorlesung Charakterisierung von Enzymen Ein typisches äm-enzym

9 Vorlesung Charakterisierung von Enzymen UV/VIS-Spektrum der Mn-Peroxidase aus Bjerkandera adusta BC 04/05

10 Vorlesung Charakterisierung von Enzymen 2,0 1,8 1,6 1,4 Tyr, Trp (279 nm) Blaue Laccase Extinktion 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 T3-Cu (~330 nm) T1-Cu (609 nm) 0, λ [nm] Proteingehalt: 1,3 mg/ml

11 Vorlesung Charakterisierung von Enzymen UV/VIS-Spektrum der Mn-Peroxidase aus Bjerkandera adusta BC 04/05

12 Vorlesung Charakterisierung von Enzymen E450 Y443 Y444 F103 K79 - W455 W2 S347 W1 W E346 W272 The active site of tryptophan 7-halogenase

13 Vorlesung Charakterisierung von Enzymen R flavin reductase AD + + AD + 2 R halogenase R a) Trp b) 2 C R + + FAD- 2 C Proposed reaction mechanisms for FAD-dependent 7-halogenases 2

14 Vorlesung Kombinatorische Biosynthese 2 Pentachloropseudilin C 2 2 Balhimycin Br C Br Br Bromoform C 2 C C 3 C C 2 C C 2 Rebeccamycin Chloramphenicol

15 Vorlesung Kombinatorische Biokatalyse Aufklärung von Biosynthesewegen Mutagenese Klonierungsstrategien Biosynthese von Fettsäuren Polyketid-Biosynthesen kombinatorische Polyketid-Biosynthesen Ribosomale Protein-Synthese icht-ribosomale Peptid-Synthese Kombinatorische Peptid-Synthese Biosynthese glykosylierter Metabolite Kombinatorische Biosynthese glykosylierter Metabolite (kombinatorische) Pyrrolnitrin-Biosynthese

16 Vorlesung Kombinatorische Biokatalyse Abspaltung von ß-ydroxytyrosin von einem Peptidylcarrier-Protein (hier ersetzt durch das synthetische SAC-Derivat) durch die Thioesterase Bhp während der Biosynthese des Peptidantibiotikums Balhimycin

17 Vorlesung Angewandte Biokatalyse Enzymatische Reaktionen in der industriellen Produktion Allgemeine Aspekte Enzymkatalysierte Reaktionen Reaktionen mit Kohlenhydraten Reaktionen mit Proteinen und ihren Bausteinen Produktion von Antibiotika Steroid-Transformationen Reaktionen mit Lipasen Weitere biokatalytisch erzeugte Produkte Mikrobielles Leaching die Laugung von Metallen

18 Vorlesung Angewandte Biokatalyse

19 Biochemie-Vorlesungen Die vorgestellten Vorlesungen haben eine stark proteinchemische/enzymatische und molekulargenetische Ausrichtung sie spiegeln wesentliche Forschungsschwerpunkte der Professur für Allgemeine Biochemie mit ihren verschiedenen Arbeitsgruppen wider Die Inhalte der von mir vorgestellten Vorlesungen, wie auch die Inhalte der Vorlesungen von err Dr. Schwenzer werden im Praktikumsmodul vertieft

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