Enzyme in der organischen Synthese: Naturstoff- und Wirkstoffsynthese

Größe: px
Ab Seite anzeigen:

Download "Enzyme in der organischen Synthese: Naturstoff- und Wirkstoffsynthese"

Transkript

1 Enzyme in der organischen Synthese: Naturstoff- und Wirkstoffsynthese Wintersemester Michael Müller Institut für Pharmazeutische Wissenschaften Tel Ziele der Vorlesung: Eine Grundlage für das Verständnis biokatalytischer Transformationen legen, um damit chemische und biokatalytische Methoden vergleichen und beurteilen zu können: Was ist sinnvoll machbar mit Enzymen? Everything that is possible tends to occur at least once in the multifarious world of life. Stephen Jay Gould, in The Pandas Thumb 1

2 Bücher: Literatur Kurt Faber, Biotransformations in rganic Chemistry, Springer, 2004 ( 35,-). Fritz Theil, Enzyme in der organischen Synthese, Spektrum, 1997 ( 25,-). C. H. Wong, G.M. Whitesides, Enzymes in Synthetic rganic Chemistry, Pergamon Press, 1994 ($ 94,-). weiterführende Literatur / Reviews: V. Gotor, Enantioselective Enzymatic Desymmetrizations in rganic Synthesis, Chem. Rev. 2005, 105, B. G. Davis, V. Boyer, Nat. Prod. Rep. 2001, 18, K. Faber, Biotransformations of non-natural compounds, Pure Appl. Chem. 1997, 69, R. Csuk, B. I. Glänzer, Baker s yeast mediated transformations in organic chemistry, Chem. Rev. 1991, 91, S. Servi, Baker s yeast as a reagent in organic synthesis, Synthesis 1990, W. Boland, C. Frößl, M. Lorenz, Estereolytic and lipolytic enzymes in organic synthesis, Synthesis 1991, F. Theil, Lipase-supported synthesis of biologically active compounds, Chem. Rev. 1995, 95, S. M. Roberts, Preparative biotransformations, J. Chem. Soc., Perkin Trans I, 1998, ; 1999, 1-21; 1999, ; 2001, E. Santaniello, P. Ferraboschi, P. Grisenti und A. Manzocchi, The Biocatalytic Approach to the Preparation of Enantiomerically Pure Chiral Building Blocks, Chem. Rev. 1992, 92, weiterführende Literatur / Bücher: K. Drauz, H. Waldmann, Enzyme catalysis in organic synthesis, VCH, 2002 ( 595,-). K. Buchholz, V. Kasche, U. Borscheuer, Biocatalysts and Enzyme Technology, VCH, 2005 ( 73,-). R. B. Silverman, The organic Chemistry of Enzyme-Catalyzed Reactions, Academic Press, S. M. Roberts, Biocatalysis for Fine chemicals Synthesis, Wiley, R. Patel (Ed.), Stereoselective Biocatalysis, Marcel Dekker, New York, U. Bornscheuer, R. D. Kazlauskas, Hydrolases in rganic Synthesis, VCH,

3 Beispiel für Hintergrundwissen A Was sind technische Preise? Faustregel bulk-chemicals: 1 kg Aldrich-Preis x 0.1 = techn. Preis Cl Me + tbu 1. 1 Äq. LiH 2. 1 Äq. BuLi THF, -60 C Cl tbu (Aldrich-) Katalogpreis 1 kg Acetessigsäure-tert-butylester 97 % 170,- technischer Preis 1 kg 8-9,- (to) (Aldrich) Katalogpreis 1 kg Chloressigsäuremethylester 99 % 43,80 technischer Preis 1 kg 3-4,- (to) Katalogpreise n-buli (Aldrich) Katalogpreis 20 L Butyllithium-Lösung (10 M) 4.930,- Aldrich 1 Mol BuLi (100 ml) 84,- 1 Mol BuLi ( 20 l ) 25,- 1 kg BuLi ( 20 l ) 385,- Chemetall 1 kg BuLi ( 1 kg) 500,- 1 kg BuLi ( 10 kg) 70,- 1 kg BuLi (100 kg) 50,- Preise 2005 Preise 2001 Chemikalien (Edukte, Cofaktoren, (Bio) Katalysatoren) nicht zwingend; preislimitierende Betriebskosten (Lösungsmittel, Temp. (< - 20 C (fl. N 2 ), > 100 C) Druck, Abfall, Anlagen) bestimmen den Preis eines Produktes. Biokatalysatoren (Enzyme) können besonders vorteilhaft sein technische Preise: Wirkstoffe Beispiel Preise Wirkstoffe: Katalogpreise Taxol 10 mg Paclitaxel 100,- (Sigma) 100 g Paclitaxel ,- 10 mg = 2,80 3

4 Alternative chemoenzymatische Synthese zu Cerivastatin (Lipobay) F Cl H reclbadh t Cl Bu t Bu M: 234 M: 236 NADPH NADP + H 3 C H H Na H N reclbadh Cerivastatin (Lipobay) ADH: Alkoholdehydrogenase LBADH: Lactobacillus brevis ADH (NADP + -abhängig) reclbadh: rekombinante LBADH (Expression in rekombinanten E. coli) E. coli: Escherichia coli Sigma technische Preise NAD + 1 g 27,- 1 kg < 1.000,- NADH 1 g 84,- 1 kg < 2.500,- NADP + 1 g 285,- 1 kg ,- (1 g = 10,-) NADPH 1 g 950,- 1 kg ,- (1 g = 30,-) ohne Cofaktorregenerierung 1 kg Produkt = 4 mol => 4 mol NADPH werden benötigt => 3.2 kg NADPH = ,- (Sigma-Preise) mit Cofaktorregenerierung 1) NADP + statt NADPH 2) ttn (total turnover number) 1000 (durchgeführt) (ttn aus Literatur bekannt) pro mol Produkt / 1 mmol NADP + pro kg Produkt (4 mol) / 4 mmol NADP + = 3.2 g = 32,- (Sigma 3.2 g NADP + = 900,-) 4

5 Beispiel für Hintergrundwissen B Stereoselektive Synthese Chemoenzymatische Synthese nicht als Konkurrenz sondern Ergänzung zur klassischen stereoselektiven Synthese. Vergleich Enzyme mit katalytischer asymmetrischer Synthese: Dave Evans, Eric Carreira, Clayton Heathcock Barry Sharpless Barry Trost Eric Jacobsen R. Noyori E: J. Corey C. H. Wong, H. Whitesides Aldol Reaktionen Enolat Chemie xidationen Epoxidierung (Katzuki) Asymmetrische Dihydroxylierung (AD) Asymmetrische Aminohydroxylierung (AA) Übergangsmetalle (Pd) Epoxidierung Epoxidöffnung Hydrierung Retrosynthese, Synthese, CBS-Reduktion Chemoenzymatische Synthese Welche Vor- und Nachteile besitzen chemische Katalysatoren? Welche Vor- und Nachteile besitzen Bio-Katalysatoren? Beispiele für Nachteile der chem. Synthese: Sharpless-Epoxidierung nur Allylalkohole AD, AA nur E-konfigurierte Doppelbindungen Noyori: hohe Drücke oder hohe Katalysatorkonzentration oder niedrige ee / de I. jima, Catalytic Asymmetric Synthesis, VCH, 2000 (2. Auflage). Blaser und Schmidt, Asymmetric Catalysis on Industrial Scale, Wiley-VCH,

6 Enzyme als Katalysatoren Sehr effiziente Katalysatoren Erhöhung Reaktionsgeschwindigkeit k cat /k non (teilweise bis ) Chem. Katalysatoren mol % Enzyme mol % Umweltverträglich Keine Schwermetallsalze ( chem. Katalysatoren) Komplett biologisch abbaubar milde Bedingungen: ph 5 8, C breites Substratspektrum + Lösungsmitteltoleranz (teilw.) + mögliche Immobilisierung => breite Anwendbarkeit breites Reaktionsspektrum teilweise Reaktionen, die mit chem. Methoden (noch) nicht möglich sind, z.b. selektive xidation nicht aktivierter C-H s R R CH 2 H R CH R C 2 H sehr selektive Katalysatoren: Chemoselektivität Regio- und Diastereoselektivität Enantioselektivität Bevorzugtes Lösungsmittel: H 2 Enzyme sind chiral (L-Aminosäuren [L-AA]) Wirkstoffe: Eutomer (höher aktives Enantiomer) Distomer (weniger aktiv oder unerwünschte Wirkung) Eudismic ratio Aktivität E Aktivität D Nachteile Enzyme Enzyme sind chiral (nur L-AA) chem. Katalysatoren lassen sich in aller Regel einfacher in beiden enantiomeren Formen darstellen milde Bedingungen -78 C, 180 C, ph 1, ph 14 => nicht möglich mit Enzymen (Stabilitäts- oder Reaktivitätsverlust) aber: 200 bar: möglich! bevorzugtes Lösungsmittel: H 2 (geringe Löslichkeit vieler organischer Substanzen in H 2 ) können empfindlich auf Inhibition reagieren mögliche Allergene / biol. Wirkstoffe z.b. Prionen-Problem: Famulok et al, Angew. Chemie 1997, 109,

7 Beispiel für Hintergrundwissen C Thesen und Antithesen Was ist ein Biokatalysator? Enzym = Protein (Protein: Peptid, Enzym: aktive Form) aber auch: - katalytische Antikörper (abzymes) - katalytische RNA (Ribozymes) - katalytische DNA (Deoxyribozymes) M. Famulok und P. Burgstaller, Synthetic Ribozymes and Deoxyribozymes, rganic Synthesis Highlights III. Seite Ein Enzym = ein (Bio)katalyseschritt? Ein (Bio)katalyseschritt = ein Enzym gilt nur teilweise Beispiel: - Polyketidsynthasen - oxidative Phenolkupplung (Radikal) - Diels-Alderasen vgl. Chemie: früher ebenfalls Einschrittreaktionen; heute: Dominoreaktionen Nachr. Chem. Tech. 2000, 3, Ein Enzym ein Enantiomer als Produkt bevorzugt gebildet gilt fast immer, es gibt aber auch Ausnahmen: Thermoanaerobium brokii ADH (TB-ADH) Zeikus et al, Enzyme Microb. Technol. 1981, 3, 144. Thermoanaerobacter ethanolicus ADH (99 % Sequenzidentität mit TB-ADH) racemic temperature (in diesem Fall 26 C) Phillips et al, Tetrahedron: Asymmetry 1991, 2, 343. Grund: bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Beiträge von H (Enthalpie) und S (Entropie) 7

8 Ein Metabolit = ein Biosyntheseweg gilt nur teilweise z.b. - Shikimat Biosyntheseweg 3 DAHP-Synthase Isoenzyme in E. coli (Eingangsenzym) - Shikimat + Aminoshikimat Biosynthesewege (parallel nebeneinander existierend) - Mevalonat und non-mevalonic-(mep) pathway (M. Rhomer, D. Arigoni) Sequenzinformation von Enzymen/Proteinen in DNA-Sequenz festgelegt DNA Transcription mrna Translation Protein gilt uneingeschränkt nur teilweise DNA Transcription mrna Translation Protein Introns Introns (z.b. in Eukaryonten) Inteine DNA Transcription mrna Translation Protein Beispiel für Posttranslationale Modifikation: Protein-Spleißen posttranslationale Modifikation: Protein-Spleißen Exteine Enzym 8

9 Sequenzinformation von Enzymen/Proteinen in DNA-Sequenz festgelegt Perler et al., Angew. Chemie 2000, 112, weiteres Beispiel für posttranslationale Modifikation : Glycosylierung! (häufig in Eukaryonten) siehe z. B. Walsh et al, Angew. Chemie 2005, 117, Drei Basenpaare = ein Codon = 1 AA ja, aber 4 Basenpaare = 1 unnatürliche AA: Sisido et al., JACS 1999, 112, genetische Information DNA (+ RNA) ja, aber wäre es auch denkbar dass? DNA => mrna => Protein (Selbstreplikation) => Protein => Protein => Protein Ghadiri et al, Nature 1997, 382, 525. S. Hoffmann, Artificial Replication Systems, in rganic Synthesis Highlights III, VCH

10 Natürliche AA: alle L? z.b. D-Ala beteiligt an der Zellwandbiosynthese von Mikroorgansimen - proteinoge AA: 20 (?) 21 (?) Selenocystein (Selen als Spurenelement) 22 (?) Pyrrolysin (Archaae) - natürliche Zucker: alle D (?) - chirale Naturstoffe: enantiomerenrein (?) von racemisch bis > 99.9 % ee alles vertreten D-Proteine: Merrifield Synthese (99 AA) - Synthese L-Protein - Synthese D-Protein Kent et al., Science 1992, 256, 1445 (D-Protein) Ergebnis: Proteine sind in allem (Primär-, Sekundär-, Tertiär-Struktur, Aktivität) absolut spiegelbildlich C. B. Anfinsen, Science 1973, 181, 223 weshalb D-Proteine:- spiegelbildliche Aktivität - stabil gegen Proteasen (weil L-Proteasen) - Peptidantibiotika enthalten auch D-AA => rale Wirksamkeit G. Jung, Angew. Chemie 1992, 104, 11 Ein Enzym = ein Protein (absolut identische Sequenz)? z.b. Pig liver esterase PLE, Schweineleber Esterase: Besteht aus 5 Isoenzymen (sehr ähnliche aber nicht identische Enzyme) unterscheiden sich in Substratspektrum, Aktivität, Selektivität Untersuchung isolierter Enzyme (einzelne Proteinmoleküle) einzelne Enzyme unterscheiden sich um Faktor 4 23 in ihrer Aktivität Sequenz alleine bestimmt nicht zwangsläufig Struktur und Aktivität Gründe: - unterschiedliche Faltungen - posttranslationale Modifikation Q. Xue, E. S. Yeung, Nature, 1995, 373, 681. Dorichi et al, JACS, 1996, 118, D. B. Craig, N. J. Dovichi, Can. J. Chem. 1998, 76, vgl.hierzu: Famulok et al., Angew. Chem. 1997, 109, vgl. Yan et al., JACS 2006, 128, (Einschluß einzelner Proteine). 10

11 Zitat: Prion-Krankheiten werden wahrscheinlich durch einen von Nucleinsäuren unabhängigen Erreger hervorgerufen. Nach dem gegenwärtigen Stand der Wissenschaft wird als Erreger eine strukturelle Isoform des Prion-Proteins angesehen, die Scrapie-Form PrPSc. Diese unterscheidet sich von der normalen zellulären Isoform PrPSc nicht in der Aminosäuresequenz, vermutlich aber in der Raumstruktur. Nach einer weithin akzeptierten Hypothese wird die normale Isoform des Proteins bei Kontakt mit der Scrapie-Isoform in einer Art autokatalytischem Prozeß ebenfalls in die Scrapie-Form umgewandelt. PrPSc ist bezüglich der Aminosäuresequenz und der Ladungsverteilung identisch mit der nichtinfektiösen Isoform dieses Proteins, dem zellulären Prion-Protein PrPSc. Zum tieferen Verständnis von Biokatalysatoren benötigte Grundlagen: Biosynthese Biochemie Katalyse-Mechanismus Natürliche Substrate / Produkte (nicht immer logisch) Stereochemie Unnatürliche Substrate / rg. Synthese Technische Chemie 3D-Struktur / Theoretische Chemie Interdisziplinarität Voraussetzung Regelmäßigkeiten erkennen => Ausnahmen generieren mit - genetic engineering (enzyme engineering) - substrate engineering - reaction engineering z.b. BAL - 2 Enantiomere - 1 Mutation im Vgl. zu BFD im active site (Mutation umkehrbar) - C-C-Verknüpfung + C-C-Spaltung 11

12 2. Vorlesungsstunde Enzyme als Katalysatoren Sehr effiziente Katalysatoren Erhöhung Reaktionsgeschwindigkeit k cat /k non (teilweise bis ) Chem. Katalysatoren mol % Enzyme mol % Umweltverträglich Keine Schwermetallsalze ( chem. Katalysatoren) Komplett biologisch abbaubar milde Bedingungen: ph 5 8, C breites Substratspektrum + Lösungsmitteltoleranz (teilw.) + mögliche Immobilisierung => breite Anwendbarkeit breites Reaktionsspektrum teilweise Reaktionen, die mit chem. Methoden (noch) nicht möglich sind, z.b. selektive xidation nicht aktivierter C-H s R R CH 2 H R CH R C 2 H sehr selektive Katalysatoren: Chemoselektivität Regio- und Diastereoselektivität Enantioselektivität Bevorzugtes Lösungsmittel: H 2 Enzyme sind chiral (L-Aminosäuren [L-AA]) Wirkstoffe: Eutomer (höher aktives Enantiomer) Distomer (weniger aktiv oder unerwünschte Wirkung) Eudismic ratio Aktivität E Aktivität D 12

13 Enzyme als Katalysatoren Allgemein: Enzymes function by lowering transition-state energies and energetic intermediates and by raising the ground state energy. Aber: Mindestens 21 verschiedene Hypothesen (Stand 2000) Mechanistische Aspekte: Katalysator (ganz allgemein): Stabilisierung des Übergangszustandes gegenüber Grundzustand Abnahme der Aktivierungsenergie dies führt zu rate acceleration Values for k cat /K m at 25 C from the literature. Wolfenden and Snider, Acc. Chem. Res. 2001, 34,

14 Logarithmic scale of k cat and k non values for some representative reactions at 25 C. The length of each vertical bar represents the rate enhancement by ADC = arginine decarboxylase; DC = orotidine 5'-phosphate decarboxylase; STN = staphylococcal nuclease; GLU = sweet potato -amylase; FUM = fumarase; MAN = mandelate racemase; PEP = carboxypeptidase B; CDA = E. coli cytidine deaminase; KSI = ketosteroid isomerase; CMU = chorismate mutase; CAN = carbonic anhydrase. Wolfenden and Snider, Acc. Chem. Res. 2001, 34, Figure 6 Logarithmic scale of k cat /K m and k non values for some representative reactions at 25 C. The length of each vertical bar represents transition-state affinity or catalytic proficiency (its reciprocal). Wolfenden and Snider, Acc. Chem. Res. 2001, 34,

15 Enzymmodelle: 1. Schlüssel-Schloß-Prinzip (lock and key) E. Fischer, Berichte dtsch. Chem. Gesellschaft 1894, 27, Voraussetzung: feste (rigide) Enzymstruktur zu stark vereinfachend, bei Schlüssel-Schloß-Prinzip fehlt z.b., dass Substanzen die geringeren räumlichen Anspruch haben als die Substrate und den Substraten ähnlich sind, trotzdem oft nicht als solche akzeptiert werden (und umgekehrt!). 2. Induced-Fit Mechanismus Koshland und Neet, Ann. Rev. Biochem. 1968, 37, 359. Vgl. Hand Handschuh Substrat Enzym Enzym ändert durch die Anbindung des (eines) Substrats seine Form Aktivität. Flexibilität von Enzymen wurde schon früher von Linus Pauling als wichtiges Merkmal der Enzymkatalyse postuliert. Chem. Eng. News 1946, 24, Am. Sci. 1948, 36, Desolvation- und Solvation-Substitution-Prinzinp M. J. S. Dewar, Enzyme 1986, 38, 8. Creighton et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 1989, 86, 520. Wasser innerhalb active site wird durch Substrat ersetzt formale Gas-Phasen-Reaktion. Wasserhülle um Substrat wird ersetzt (energetisch ungünstig) Destabilisierung des Grundzustandes. Zur Zeit (2000) 21 verschiedene Modelle für Emzymkatalyse; allen gemeinsam: alle Enzymreaktionen werden initiiert durch die Bildung eines Enzym-Substrat-Komplexes (ES). Bindungskräfte, die in ES-Komplex-Bildung involviert sind: Kovalente-Bindung Ionen-Paar-Bindung (elektrostatisch) Ion-Dipol oder Dipol-Dipol-Bindung Wasserstoffbrücken Charge-Transfer Komplex Hydrophobe Wechselwirkungen van-der-waals-kräfte (-40 bis -110 kcal/mol) (bis -5 kcal/mol) (-1 -bis -3 kcal/mol) (z.b. π-π-stacking, edge-to face) (-0.5 kcal/mol) (-0.5 kcal/mol) (Werte bezogen auf G ) wichtig: viele kleine Kräfte können zusammen einen starken Effekt bewirken 15

16 Anmerkung zur Wasserstoffbrückenbindung: z.b. bei thermophilen Enzymen werden wesentlich mehr (>100) Wasserstoffbrückenbindungen als bei psychrophilen Enzymen gebildet. Hydrophobe Wechselwirkungen: Nicht van-der-waals-wechselwirkungen, sondern Abnahme der freien Energie durch zunehmende Entropie der Wassermoleküle, die die beiden hydrophoben Gruppen umgeben. Bindung ist wichtig bei hohen k cat kann aber release geschwindigkeitsbestimmend werden Reaktion wird diffusionslimitierend. Lösung: Enzyme binden Übergangszustand ca mal stärker als das Substrat oder Produkt! nach Reaktion (Bindungsknüpfung oder Spaltung) keine starke Wechselwirkungen in active site mit Produkt release des Produktes sogar durch Abstoßung möglich. Den Trick, den Enzyme vollführen müssen, ist die unstabile Übergangszustands- Struktur stark zu binden (mit einer lifetime einer Bindungsschwingung) und nicht das Substrat oder Produkt. Enzym-Mechanismen Eyring-Gleichung: Enthalpie: Änderung in Bindungsenergie (dominiert) Entropie: rientierung, Rotation, Translation, Konzentrations- und Lösungsmittel-Effekte 1. Annäherung in die räumliche Nähe bringen von (zwei) Reaktanten Verlust an konformationeller Freiheitsgrade, fest vorgegebene rientierung Reaktion wird erster rdnung statt zweiter rdnung in Lösung Erhöhung der effektiven Konzentration der Reaktanten 2. Kovalente Katalyse vor allem bei proteolytischen Enzymen z.b. nukleophile Katalyse (entspricht dem anchimeren Effekt in der chemischen Katalyse) Beispiel: Serin-Protease (Serin als Nukleophil) 16

17 3. Allgemeine Säure/Base-Katalyse z.b. Serin-Protease R-H schlechtes Nukleophil, R- - wesentlich besseres Nukleophil Katalytische Triade: Aspartat (Asp)-Histidin (His)-Serin (Ser) pk a -Werte in Lösung unterscheiden sich deutlich von pk a in active site (zum Teil wegen der niedrigeren Polarität innerhalb der Enzymtasche) pk a steigt (Säure) pk a sinkt (Base) Niedrigere Polarität innerhalb der Enzymtasche entspricht eher Benzol als Wasser (Dielektrizitäts-Konstante innerhalb Proteinen ca. 2-3; im Vergleich dazu: Benzol: 2.28, Wasser: 78.5) Eigentlich ist es nicht möglich, mit einem Carboxylat (Asp-C 2- ) (pk a 3.9) Histidin (Imidazol) zu deprotonieren (pk a 6.1); ebenso kann Histidin Serin (pk a 14) nicht deprotonieren. Dies gilt aber nur in (wässriger) Lösung. Aufgrund der pk a -Werte wäre Enzymkatalyse nicht möglich. Aber: Protonen-Transfer-Schritte nicht einzeln betrachten. Gleichzeitiger Angriff von von Ser - an Carboxylgruppe dadurch wird Gleichgewicht verschoben. Beispiel für selektive Säure-Base-Katalyse: Enzyme können gleichzeitig mit Säure und Base aktivieren. Kann man diese Effekte addieren? Chemische Katalysatoren: resultieren immer bei ph 7 = Neutralisation Ausnahme: neue Katalysatorsysteme : Lewis-Säure + Base gleichzeitig. Shibasaki et al. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, Beispiel: Enolisierung von Mandelsäure (Mandelat Racemase) Durch Säure-Katalyse wird pk a soweit erhöht, dass eine Base deprotonieren kann (vgl. Benzyl-methylketon-Problem) s. Silvermann S. 24 Vgl. Esterhydrolyse, katalysiert durch Säure (Erhöhung der Elektrophilie) oder Basen (Erhöhung der Nucleophilie) 17

18 4. Low-barrier-hydrogen-bond Schwache H-Brücken-Bindung wird im Übergangszustand zu einer starken H-Brücken-Bindung. Übergangszustand wird durch 4-20 kcal/mol stabilisiert (vgl. normale H-Brücken bis zu 3 (-5) kcal/mol). Cleland et al. J. Biol. Chem. 1998, 273, 25529, Science 1995, 269, Elektrostatische Lösung z.b. Serin-Protease rate acceleration Asp His Ser 10 9 Ala Ala Ala 10 3 (im Vgl. zur unkatalysierten Reaktion) Mutante: D32A, H64A, S221A neben nukleophiler Katalyse, general base catalysis, elektrostatische Katalyse Dies ist ein wichtiges Beispiel dafür, dass das gesamte Enzym benötigt wird um die Katalse durchzuführen. Räumliche Annäherung des Substrats an Serin ist genauso wichtig wie die katalytische Triade! Carter and Wells, Nature 1988, 332, Desolvation und Solvation-Substitutionsprinzip Entfernen von Wassermolekülen von geladenen Gruppen im active site durch Substrat. Destabilisierung des Grundzustandes. z.b. Rucker und Byers J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, Beitrag von Desolvation eines Dianions resultiert in facher Reaktionsbeschleunigung. Desolvation monoanionischer Nukleophile resultiert nur in 100-facher Beschleunigung. Bei neutralen Nukleophilen kann Desolvation (z.b. Ersatz von Wasser-Hülle durch DMS) inhibitorische Wirkung haben. 18

19 7. (Ring)-Spannung und distortion am Enzym hoch energetischer Zustand am Substrat Erhöhung der Energie des Grundzustandes durch Destabilisierung. Dies führt zu einer höheren Reaktivität vgl. Ether Epoxide, Epoxide sind deutlich reaktiver als andere Ether. Ringspannung und distortion bezieht sich auf Substrat und Enzym. Vgl. induced-fit-mechanismus bei Koshland Enzym kann in einen hoch energetischen Zustand überführt werden. 8. Negative Katalyse (Reaktionsselektivität) Review: J. Rétey Angew. Chem. 1990, 102, 373. Zitat: Die Selektivität solcher Reaktionen wird daher eher durch das Verhindern unerwünschter Reaktionen als durch die Förderung der eigentlichen Zielreaktion bedingt. Zusammenfassung Für rate-enhancement sind verschiedene Faktoren zuständig. Der jeweilige Beitrag der verschiedenen Mechanismen hängt stark von der Natur der zu katalysierenden Reaktion (Substrate, Intermediate, Produkte, basisch, nukleophil...) ab. allgemeine Erklärung nicht einfach möglich. Bindungsenergie führt zu einer Stabilisierung des Übergangszustandes (ÜZ), aber Grundzustand (ES bzw. EP) wird auch abgesenkt Destabilisierung ist notwendig. z.b. durch - strain - distortion - Entropie-Verlust Stabilisierung des Übergangszustandes (ÜZ) wichtiger als Destabilisierung des Grundzustandes. 19

20 Enzyme No Enzyme + Binding Energy + Binding Energy + Destabilization S P E+S E+P E+S ES EP E+P G D -T S ES EP A B C X. Zhang, K. N. Houk et al., Acc. Chem. Res. 2005, 38, Beitrag der kovalenten Katalyse für effiziente Enzymkatalyse vermutlich bedeutend. Wolfenden and Snider, Acc. Chem. Res. 2001, 34,

21 3. Vorlesungsstunde Zusammenfassung 2. Vorlesung (Gründe für Aktivität) Für rate enhancement sind verschieden Faktoren zuständig. Der jeweilige Beitrag der verschiedenen Mechanismen hängt stark von der Natur der zu katalysierenden Reaktion ab. (Substrate, Intermediate, Produkte, Basisch, Nucleophil, ) allgemeine Erklärung nicht einfach möglich Gründe für Selektivität Drei-Punkte-Regel (stark vereinfachend, gilt zum Teil nicht) - Chiralitätszentrum D D A' A B' B C C' A' A B' C B C' optimaler fit nicht bevorzugt Enantiotopic discrimination: (Enantiotope Diskriminierung) 21

22 Gründe für Selektivität - Prochiralität pro S pro R A A A' A B C C' A' A C B C' B' B' optimaler fit nicht bevorzugt A ersetzen durch A*, A* > A > B > C R: A ist pro R S: A Ist pro S Enantioface discrimination (Enantiofaciale Diskriminierung) Si-face Re-face A' A A' B x C C' x C C' B A B' B' optimaler fit nicht bevorzugt 22

23 Enantioface Discrimination (Enantiofaciale Diskriminierung) z.b. prochivales Molekül Beispiel für meso-verbindung H 3 C H H 3 C H CH 3 = * * = H 3 C * * H 3 C 2 C C 2 H 3 C 2 C C 2 H 3 C 2 C C 2 H 3 C 2 C C 2 PLE PLE PLE H 3 C H 3 C 2 C H C 2 H H 3 C 2 C H C 2 H H 3 C * * H 2 C C 2 Kinetische Gründe für Selektivität E: Enzym A: Substrat B: Substrat (Stereoisomer von A) E A B EA E + P 1 EB E + P 2 G EB EA G++ E + A,B E + P2 E + P1 23

24 Wie groß mußg ++ sein für ee 99%? G ++ = G ++ - T S ++ K G ++ = - RT ln K 1 2 ee K 1 /K G ++ (kcal/mol) k Stereoselektivität E = cat K m k cat ee = 100 L K m D P1 P2 P2 + P2 Kinetik Michaelis-Menten K 1 [E] E + [S] S [ES] [EP] E [E] + + P[P] K -1 K 2 [S] v = v max K m + [S] v max = K 2 [E] v = K 2 [E] [S] K m + [S] Annahme: K 1 >> K 2, v K 2 = k cat (turnover number) (first order) K m : Michaelis-Menten Konstante (bei ½ v max ) (Dissoziationskonstante des ES-Komlexes) vmax 1 vmax 2 Km [S] (M) 24

25 K m : v max : ist unabhängig von der Enzymkonzentration üblich: M max. Reaktionsgeschwindigkeit wenn jedes Enzym mit Substrat gesättigt ist (Substrat-Sättigung) üblich: sec -1 katalytische Aktivität: 1U katalysiert die Umsetzung von 1mol/min bei spez. Bedingungen (ph, Temp.) Energie unkatalysiert k K cat m = spezifische Konstante bezieht sich auf Reactions rate von freiem Enzym und Substrat E + S [ES] ++ k cat k cat K m E + P für obiges Beispiel: k K cat m K K = K K 2 (second order) ES EP dient dazu, verschiedene Substrate auf Effizienz hin zu vergleichen Bestimmung der kinetischen Konstante dient dazu, optimale Reaktionsbedingungen zu generieren (Produktivität, Selektivität) Durchführung: Anfangsreaktionsgeschwindigkeit in Abh. von [S] bei konstantem ph, [E], Verschiedene Möglichkeiten der Auftragung: - Michaelis-Menten - Lineweaver-Burk

26 - Lineweaver-Burk - plot - procedure (häufig benutzt) 1 Km = + v v [S] max 1 v max Nachteil: Werte für hohe [S] fallen in engen Bereich 1 1 Plot: gegen v [S] 1 v Km Steigung = vmax v max Km [S] - Eadie- Hofstee v max v = v = K max m v + v [S] K m v [S] v vmax v Plot : v gegen [S] Steigung = - Km vmax Km v [S] genauer als Linewear-Burk, aber historisch seltener benutzt Problem: v auf beiden Achsen Fehler bei Messungen verstärken sich heute PC-Programme zur Bestimmung kinetischer Konstanten 26

27 Enzym-Inhibierung Definition: Abnahme der enzymatischen Aktivität aufgrund geänderter Reaktionsparameter A: Reversible Inhibierungen 1) competitive 2) noncompetitive 3) uncompetitive 4) mix 1-3 v vmax ohne Inhibitor competitive nonspecific inactivation noncompetitive [S] Enzym-Inhibierung 1. competitive Bindung eines Inhibitors nahe oder in active site Substrate und Inhibitor konkurrieren v max bleibt gleich, K m wird größer mit zunehmender Konz. Inhibitors [I] 1 v zunehmende Konz. [I] 1 [I] v = max Km [S] 27

28 Enzym-Inhibierung 2. noncompetitive Inhibitor und Substrat greifen nicht an gleicher Seite des Enzyms an Erklärung: Inhibitor bindet gleich gut an Enzym und ES-Komplex 1 v zunehmend [I] = 1 [S] Enzym-Inhibierung 3. uncompetitive Inhibitor greift ES-Komplex, aber nicht freies Enzym an 1 v [I] = zunehmend 1 [S] 28

29 Enzym-Inhibierung 4. mixed Inhibition Inhibitor bindet unterschiedlich gut an freies Enzym und ES-Komplex 1 v 1 v zunehmend [I] = [I] = 1 [S] 1 [S] Enzym-Inhibierung B: Irreversible Inhibierungen 1) Affinity labeling zuerst E I -Komplex, anschließend kovalente Bindung mit active site 2) Mechanismus-basierende Inaktivierung E + I E I E I E + I Enzym und Inhibitor führen zunächst Reaktion durch anschließend wirkt I als Inhibitor 29

30 Enzym-Inhibierung C: Substrat Inhibierung v partielle Substrat Inhibierung 1 v komplette Verlauf ohne Inhibierung komplett partielle [S] 1 [S] Erklärung: Bildung von E S S Problem: besprochene Kinetiken gelten für Ein-Substrat-Enzym (z.b. Lyasen); für Multi-Substrat-Systeme wesentlich komplexer z.b. Ping-Pong -Mechanismus E + A E. A E'. P E'+ P E'+ B E'. B E. Q E + Q (gilt z. B. für Gruppen-Transfer) 1 v [B] zunehmend 1 [S] 30

31 Vorlesungsstunde Einführung in präparative Biotransformation Allosterischer Effekt (heterotropisch) vor allem regulatorische Effekte in Biosynthese E + B E. B + A E. B. A E + B + P Cooperativität (homotropisch) Enzym ist erst jetzt aktiv oder besonders aktiv (Änderung der Konformation des Enzyms) wenn B = A, d.h. Effektor ist gleichzeitig Substrat positive oder negative Cooperativität möglich v keine Cooperativität positive Cooperativität [S] negative Cooperativität (noncompetative Inhibierung) 31

32 Welche verschiedenen grundsätzlichen Reaktortypen gibt es? [P] [S] 0 t 0 Batch: [S] 1 t 1 [S] [S] e t e t x Strömungsrohr: [S] 0 x 0 [P] dx [S] 1 [S] e x 1 x e [S] t x Kontinuierlich betriebener Rührkessel (CSTR): [P] [P] [S] [S] t x Problemstellung: enantioselektive Reduktion von Benzyl-methylketonen (Acetophenon-Derivate) Beispiel 1 (Beispiel für Ganzzell-Biotransformation) Problemstellung: Me Me R Me Me Me Me (Dihydroisocumarin) K. Krohn et al., Phytochemistry 1997, 45, Aufgabenstellung: versuchte Reduktion mit: - Bestimmung der absoluten Konfiguration durch Synthese - Synthese beider Enantiomeren! - chemischen Katalysatoren < 62% ee - isolierte ADH s: keine Aktivität 32

33 Versuch Krohn et al.: 50 g BY 1 L 100 mm Tris-puffer (ph 6.8) + 10 g Glucose 254 mg Substrat (1 mmol) 42 d schütteln (nicht rühren); jeden 4. Tag + 10 g Glucose 110 g Glucose Aufarbeitung: - Zentrifugation (zum Abtrennen störender Zellbestandteile, z.b. DNA, Protein, Zellwand) - 4 x 200 ml Et 2 Resultat: Me + Me H Me Me Me Me 55 mg Produkt (25% Ausbeute) 100 mg Säure Vorteil: ee > 99 % (R) Säure bildet sich aufgrund von Nebenaktivitäten Nachteil: - lange Reaktionszeit, geringe Ausbeute - umständliche Aufarbeitung (800 ml Et mg Produkt) - Nebenreaktion (Esterhydrolyse durch Lipasen / Esterasen) - nur ein Enantiomer zugänglich Ausweg: 1. chemische Reduktion: Übersicht Keton-Reduktion E. J. Corey, C. J. Helal, Angewandte Chemie, 1998, 110, S. Itsumo, rganic Rections, Vol 52, (sehr gute, umfassende Übersicht) Problem: Katalysatoren H Me Me Phenylaceton Phenylaceton: Aber: als Substrat sehr gut untersucht, sehr gute Katalysatoren bekannt (chem. und biol.) o-substituierte Benzyl-methylketone sehr wenige Beispiele aus Literatur sterische Effekte! (+ elektrische Effekte) mögliche Keto-Enol-Tautomisierung 33

34 2. isolierte Enzyme gleiche Probleme wie bei chemischen Reduktionen vergleiche Biosynthese (aus dem Wissen der Biosynthese heraus das passende Enzym auswählen?) SCoA Acetyl-CoA + SCoA 4 SCoA H SCoA C 2 H Malonyl-CoA Polyketid (Pentaketid) H H Me Biosynthese: Staunton et al., J. C. S. Chem. Comm., 1987, JCS Perkin Trans 1, 1981, kein Enzym, was Benzyl-methylketon als natürliches Substrat akzeptiert in diesem Fall macht eine biomimetische Synthese keinen Sinn versuchte Ganzzellbiotransformation mit BY Beispiel 2 Synthese von (S)-8--Methylmellein Müller et al., Synthesis, 1999, (Beispiel für substrate engineering) Screening nach isolierten ADH R ADH R H Me Me R = A-valuee E r E s Aktivität CPCR H C F CN (CPCR: Carbonyl Reduktase aus Candida parapsilosis) CN als Carboxyl-mimik sehr gut geeignet 34

Enzyme in der organischen Synthese

Enzyme in der organischen Synthese Enzyme in der organischen Synthese Wintersemester 2006-2007 Michael Müller Institut für Pharmazeutische Wissenschaften Tel. 203-6320 michael.mueller@pharmazie.uni-freiburg.de Ziel der Vorlesung: Eine Grundlage

Mehr

Enzyme in der organischen Synthese ausgewählte Beispiele

Enzyme in der organischen Synthese ausgewählte Beispiele Enzyme in der organischen Synthese ausgewählte Beispiele Jürgen Weippert Institut für Organische Chemie Seminar zum Fortgeschrittenenpraktikum KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales

Mehr

Moderne Aldol-Reaktionen

Moderne Aldol-Reaktionen Moderne Aldol-Reaktionen Katrina Brendle Institut für Organische Chemie Seminar zum Fortgeschrittenenpraktium KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Großforschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

Mehr

Entschlüsseln Sie die Bedeutung der folgenden Abkürzungen: PMB tbu TBS Ph Ts Bz TPS MOM Bn Ms TES

Entschlüsseln Sie die Bedeutung der folgenden Abkürzungen: PMB tbu TBS Ph Ts Bz TPS MOM Bn Ms TES rganisch-chemisches Grundpraktikum Leseauftrag: rganikum (23. Auflage): Kapitel D3 Brückner (3. Auflage): Kapitel 4 Leseempfehlung: Carey, Sundberg (4. engl. Auflage): Band A, Kapitel 1(!) und 6 P. Y.

Mehr

ENZYME. Teil 1: Grundlagen und Substratbestimmungen

ENZYME. Teil 1: Grundlagen und Substratbestimmungen ENZYME Teil 1: Grundlagen und Substratbestimmungen Metastabiler Zustand Beispiel: Glucose-6-Phosphat + H 2 O [Glc6P] [H 2 0] K = = 1.135 x 10 [Glc] [Pi] -3 Gleichgewicht stark auf Seite von Glc + Pi Glucose

Mehr

Kapitel 4. Die Grundlagen der Kinetik

Kapitel 4. Die Grundlagen der Kinetik Kapitel 4. Die Grundlagen der Kinetik Monomolekulare Reaktion erster rdnung A Produkte; v = k [A] (S N 1) bimolekulare Reaktion zweiter rdnung (S N 2) A + B Produkte; v = k [A] [B] Einfluss der Aktivierungsbarrieren

Mehr

Kontrolle der Genexpression auf mrna-ebene. Abb. aus Stryer (5th Ed.)

Kontrolle der Genexpression auf mrna-ebene. Abb. aus Stryer (5th Ed.) Kontrolle der Genexpression auf mrna-ebene Abb. aus Stryer (5th Ed.) RNA interference (RNAi) sirna (small interfering RNA) mirna (micro RNA) Abb. aus Stryer (5th Ed.) Transcriptional silencing Inhibition

Mehr

Enzyme (Teil 2) Enzymatische Reaktion, Thermodynamik & Enzyme im Detail. Mag. Gerald Trutschl

Enzyme (Teil 2) Enzymatische Reaktion, Thermodynamik & Enzyme im Detail. Mag. Gerald Trutschl Enzyme (Teil 2) Enzymatische Reaktion, Thermodynamik & Enzyme im Detail Mag. Gerald Trutschl 1 Inhalt 1. Enzym Reaktion im Detail 2. Thermodynamische Reaktion 3. Katalysemechanismen 4. Michaelis-Menten-Konstante

Mehr

Festphasenpeptidsynthese und kombinatorische Bibliotheken

Festphasenpeptidsynthese und kombinatorische Bibliotheken Festphasenpeptidsynthese und kombinatorische Bibliotheken Christoph Dräger 20.06.2011 Institut für Organische Chemie Seminar zum Fortgeschrittenenpraktikum KIT Universität des Landes Baden-Württemberg

Mehr

Klausur zur Vorlesung Biochemie III im WS 2000/01

Klausur zur Vorlesung Biochemie III im WS 2000/01 Klausur zur Vorlesung Biochemie III im WS 2000/01 am 15.02.2001 von 15.30 17.00 Uhr (insgesamt 100 Punkte, mindestens 40 erforderlich) Bitte Name, Matrikelnummer und Studienfach unbedingt angeben (3 1.

Mehr

Versuch: Denaturierung von Eiweiß

Versuch: Denaturierung von Eiweiß Philipps-Universität Marburg 29.01.2008 rganisches Grundpraktikum (LA) Katrin Hohmann Assistent: Ralph Wieneke Leitung: Dr. Ph. Reiß WS 2007/08 Gruppe 10, Amine, Aminosäuren, Peptide Versuch: Denaturierung

Mehr

Bioorganische Chemie Enzymatische Katalyse 2011

Bioorganische Chemie Enzymatische Katalyse 2011 Ringvorlesung Chemie B - Studiengang Molekulare Biotechnologie Bioorganische Chemie Enzymatische Katalyse 2011 Prof. Dr. A. Jäschke INF 364, Zi. 308, Tel. 54 48 51 jaeschke@uni-hd.de Lehrziele I Kenntnis

Mehr

Die Chemie der DNA. Desoxyribonukleinsäure. Laborchemie. Zellchemie. Armin Geyer Fachbereich Chemie Philipps-Universität. Jun08

Die Chemie der DNA. Desoxyribonukleinsäure. Laborchemie. Zellchemie. Armin Geyer Fachbereich Chemie Philipps-Universität. Jun08 Die Chemie der DA Desoxyribonukleinsäure Armin Geyer Fachbereich Chemie hilipps-universität Jun08 Laborchemie Zellchemie Sequentielle Änderung der chemischen Umgebung Selektivität durch getrennte Reaktionskolben

Mehr

KATA LOGO Organische Chemie - Zusammenhänge wichtiger funktioneller Gruppen

KATA LOGO Organische Chemie - Zusammenhänge wichtiger funktioneller Gruppen KATA LOGO Organische Chemie - Zusammenhänge wichtiger funktioneller Gruppen Ketone werden nicht weiter oxidiert Ether R1 - O - R2 R-O- ersetzt H bei einem Alkan Ether: MTBE (Antiklopfmittel) Tertiäre Alkohole

Mehr

Seminar zum Organisch-Chemischen Praktikum für Biologen Sommersemester 2015

Seminar zum Organisch-Chemischen Praktikum für Biologen Sommersemester 2015 Seminar zum rganisch-chemischen Praktikum für Biologen Sommersemester 2015 Nachtrag Aromatische Substitution Sicherheitsbelehrung: Regeln für das Arbeiten im Labor Dr. Florian Achrainer AK Zipse September

Mehr

Klausur WS 03/04. 1 Schutzgruppen 10

Klausur WS 03/04. 1 Schutzgruppen 10 Institut für rganische Chemie rganisch-chemisches Fortgeschrittenenpraktikum http://www.chm.tu-dresden.de/organik/hierse/c_fp.htm Name: Erfolgreiche Teilnahme am Praktikum: WS Erfolgreiche Teilnahme am

Mehr

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

Vorstellung der Biochemie -Vorlesungen im Masterstudiengang Chemie. Prof. K.-H. van Pée Professur für Allgemeine Biochemie Vorstellung der Biochemie -Vorlesungen im Masterstudiengang Chemie Prof. K.-. van Pée Professur für Allgemeine Biochemie Tryptophan 7-halogenase showing the binding of FAD and tryptophan -terminus FAD

Mehr

Musterlösung - Übung 5 Vorlesung Bio-Engineering Sommersemester 2008

Musterlösung - Übung 5 Vorlesung Bio-Engineering Sommersemester 2008 Aufgabe 1: Prinzipieller Ablauf der Proteinbiosynthese a) Erklären Sie folgende Begriffe möglichst in Ihren eigenen Worten (1 kurzer Satz): Gen Nukleotid RNA-Polymerase Promotor Codon Anti-Codon Stop-Codon

Mehr

Vorlesung Anorganische Chemie

Vorlesung Anorganische Chemie Vorlesung Anorganische Chemie Prof. Ingo Krossing WS 2007/08 B.Sc. Chemie Lernziele Block 6 Entropie und Gibbs Enthalpie Gibbs-elmholtz-Gleichung Absolute Entropien Gibbs Standardbildungsenthalpien Kinetik

Mehr

Enzyme SPF BCH am

Enzyme SPF BCH am Enzyme Inhaltsverzeichnis Ihr kennt den Aufbau von Proteinen (mit vier Strukturelementen) und kennt die Kräfte, welche den Aufbau und die Funktion von Enzymen bestimmen... 3 Ihr versteht die Einteilung

Mehr

Klausur - Lösungsbogen

Klausur - Lösungsbogen Prof. Dr. J. Daub Februar 2005 Klausur - Lösungsbogen zur Vorlesung "rganische Chemie II (Reaktionen, Reaktionsmechanismen) für Studierende der Chemie und der Biochemie 3. Semester" WS 2004/2005 14. Februar

Mehr

C-H Functionalization in the Synthesis of Amino Acids and Peptides

C-H Functionalization in the Synthesis of Amino Acids and Peptides Mittwochseminar: Literatur Vortrag Marcel Reimann 29.04.15 C-H Functionalization in the Synthesis of Amino Acids and Peptides A. F. M. Noisier, M. A. Brimble, Chemical Reviews 2014, 114, 8775-8806. Überblick

Mehr

Referat: Katalytische Hydrierungen

Referat: Katalytische Hydrierungen Referat: Katalytische Hydrierungen Inhalt 1.1 Allgemein über Hydrierungen (Anlagerung von Wasserstoff) Seite 3 Die chemische Reaktion, katalytische Hydrierung 1.2 Die Beeinflussung der Hydrierdauer Seite

Mehr

Referat : Aufbau v. Proteinen u. ihre Raumstruktur

Referat : Aufbau v. Proteinen u. ihre Raumstruktur Referat : Aufbau v. Proteinen u. ihre Raumstruktur 1. Einleitung Unsere Körperzellen enthalten einige Tausend verschiedene Proteine wobei man schätzt, das insgesamt über 50 000 verschiedene Eiweißstoffe

Mehr

Chemische Nutzung heimischer Pflanzenöle

Chemische Nutzung heimischer Pflanzenöle Schriftenreihe Nachwachsende Rohstoffe" Band 12 Chemische Nutzung heimischer Pflanzenöle Abschlußkolloquium des BML-Forschungsverbunds Im Auftrage des Bundesministeriums für Ernährung Landwirtschaft und

Mehr

Ausarbeitung zum Seminar Post-production of industrial enzymes

Ausarbeitung zum Seminar Post-production of industrial enzymes Ausarbeitung zum Seminar Post-production of industrial enzymes 3. Folie Enzyme Enzyme sind umweltverträgliche Katalysatoren mit einem breiten Reaktionsspektrum. Industriell finden sie unteranderem Anwendung

Mehr

Grundlagen der Chemie Verschieben von Gleichgewichten

Grundlagen der Chemie Verschieben von Gleichgewichten Verschieben von Gleichgewichten Prof. Annie Powell KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu Prinzip des kleinsten Zwangs Das

Mehr

Thermodynamik & Kinetik

Thermodynamik & Kinetik Thermodynamik & Kinetik Inhaltsverzeichnis Ihr versteht die Begriffe offenes System, geschlossenes System, isoliertes System, Enthalpie, exotherm und endotherm... 3 Ihr kennt die Funktionsweise eines Kalorimeters

Mehr

Produktgruppen in der Biotechnologie

Produktgruppen in der Biotechnologie Produktgruppen in der Biotechnologie Biomasse / Zellen Stoffumwandlungen Biotransformationen Biokatalyse Fermentationsprodukte Biopolymers e.g. Xanthan Enzymes Proteins Enzymes Biopharmaceuticals Complex

Mehr

Überblick von DNA zu Protein. Biochemie-Seminar WS 04/05

Überblick von DNA zu Protein. Biochemie-Seminar WS 04/05 Überblick von DNA zu Protein Biochemie-Seminar WS 04/05 Replikationsapparat der Zelle Der gesamte Replikationsapparat umfasst über 20 Proteine z.b. DNA Polymerase: katalysiert Zusammenfügen einzelner Bausteine

Mehr

Einführung in die Biochemie, Aminosäuren. Prof. Dr. Albert Duschl

Einführung in die Biochemie, Aminosäuren. Prof. Dr. Albert Duschl Einführung in die Biochemie, Aminosäuren Prof. Dr. Albert Duschl Themen der Vorlesung Einführung in die Biochemie; Aminosäuren Peptide und Proteine Enzyme Proteinfunktionen Kohlenhydrate Lipide Nukleotide

Mehr

Datenspeicherung und Datenfluß in der Zelle - Grundlagen der Biochemie

Datenspeicherung und Datenfluß in der Zelle - Grundlagen der Biochemie Datenspeicherung und Datenfluß in der Zelle - Grundlagen der Biochemie Datenspeicherung und Datenfluß der Zelle Transkription DNA RNA Translation Protein Aufbau I. Grundlagen der organischen Chemie und

Mehr

Reaktionskinetik. Katalyse

Reaktionskinetik. Katalyse Reaktionskinetik Katalyse Katalysatoren beshleunigen hemishe Reaktionen, ohne das Gleihgewiht zu beeinflussen. Sie beeinflussen nur die Aktiierungsenergie Katalyse Katalysatoren beeinflussen den Reaktionsweg

Mehr

Status Biotechnologische Herstellung und chemische Konversion von Bernsteinsäure. Folie 1 Fraunhofer UMSICHT

Status Biotechnologische Herstellung und chemische Konversion von Bernsteinsäure. Folie 1 Fraunhofer UMSICHT Status Biotechnologische Herstellung und chemische Konversion von Bernsteinsäure Folie 1 Projektübersicht Nachwachsender Rohstoff Fermentation Lösungsmittel THF g-butyrolacton Dialkylsuccinate H H Plattform

Mehr

Lösungsblatt zu Aufbau von Aminosäuren

Lösungsblatt zu Aufbau von Aminosäuren Lösungsblatt zu Aufbau von Aminosäuren 1. Zeichnen Sie die allgemeine Formel einer α-aminosäure, welche am α-c- Atom eine Seitenkette R trägt. 2. Welche der zwanzig natürlich vorkommenden L-α-Aminosäuren

Mehr

High Performance Liquid Chromatography

High Performance Liquid Chromatography Was ist? Was ist das Besondere? Aufbau Auswertung Möglichkeiten & Varianten der Zusammenfassung High Performance Liquid Chromatography () Systembiologie - Methodenseminar WS 08/09 FU Berlin 10. November

Mehr

Monod-Kinetik. Peter Bützer

Monod-Kinetik. Peter Bützer Monod-Kinetik Peter Bützer Inhalt 1 Einleitung... 1 1.1 Modell... 1 1.2 Modellannahmen... 2 1. Gleichung... 2 1.4 Drei Fälle... 2 Simulation, Systemdynamik... 2.1 Simulationsdiagramm (Typ 1)... 2.2 Dokumentation

Mehr

Metallorganik Teil 2. OFP-Seminar. Marburg, 31.01.06

Metallorganik Teil 2. OFP-Seminar. Marburg, 31.01.06 Metallorganik Teil 2 FP-Seminar Marburg, 31.01.06 Einleitung Teil 2: Titan, smium, Zirkonium Bor Silizium Mangan, uthenium Palladium Zusammenfassung Wiederholung? 2 Stufen Et NC Wiederholung Cuprat Et

Mehr

Enzym: Etymologie. Enzym Griechisch "en zyme " = in der Hefe. Proteine mit Molekülmasse zw. 12000 und 10 6

Enzym: Etymologie. Enzym Griechisch en zyme  = in der Hefe. Proteine mit Molekülmasse zw. 12000 und 10 6 Enzym: Etymologie Enzym Griechisch "en zyme " = in der Hefe. Proteine mit Molekülmasse zw. 12000 und 10 6 1 Enzyme sind Proteine 2 Eigenschaften der Enzyme 1. Hohe Spezifität und Stereospezifität 2. Hohe

Mehr

Literatur. Supramolecular Chemistry, 2nd edition Jonathan W. Steed, Jerry L. Atwood Wiley

Literatur. Supramolecular Chemistry, 2nd edition Jonathan W. Steed, Jerry L. Atwood Wiley A. Schiller Inhalt Einleitung Grundlagen Rezeptoren für Kationen Rezeptoren für Anionen Supramolekulare Koordinationschemie Rotaxane und Catenane Molekulare Maschinen Supramolekulare Katalyse FSU Jena

Mehr

Dissoziation, ph-wert und Puffer

Dissoziation, ph-wert und Puffer Dissoziation, ph-wert und Puffer Die Stoffmengenkonzentration (molare Konzentration) c einer Substanz wird in diesem Text in eckigen Klammern dargestellt, z. B. [CH 3 COOH] anstelle von c CH3COOH oder

Mehr

Chemie für Biologen. Vorlesung im. WS 2004/05 V2, Mi 10-12, S04 T01 A02. Paul Rademacher Institut für Organische Chemie der Universität Duisburg-Essen

Chemie für Biologen. Vorlesung im. WS 2004/05 V2, Mi 10-12, S04 T01 A02. Paul Rademacher Institut für Organische Chemie der Universität Duisburg-Essen Chemie für Biologen Vorlesung im WS 200/05 V2, Mi 10-12, S0 T01 A02 Paul Rademacher Institut für Organische Chemie der Universität Duisburg-Essen (Teil : 03.11.200) MILESS: Chemie für Biologen 66 Chemische

Mehr

Nanotechnologie der Biomoleküle. Aminosäuren und Proteine: Bausteine der Biologie und der Bionanotechnologie. Aufbau Struktur Funktion

Nanotechnologie der Biomoleküle. Aminosäuren und Proteine: Bausteine der Biologie und der Bionanotechnologie. Aufbau Struktur Funktion anotechnologie der Biomoleküle Aminosäuren und Proteine: Bausteine der Biologie und der Bionanotechnologie Aufbau Struktur Funktion Zentrum für Mikro- und anotechnologien Das Miller-Urey-Experiment (auch

Mehr

Chemische Evolution. Biologie-GLF von Christian Neukirchen Februar 2007

Chemische Evolution. Biologie-GLF von Christian Neukirchen Februar 2007 Chemische Evolution Biologie-GLF von Christian Neukirchen Februar 2007 Aristoteles lehrte, aus Schlamm entstünden Würmer, und aus Würmern Aale. Omne vivum ex vivo. (Alles Leben entsteht aus Leben.) Pasteur

Mehr

Übungsklausur zum chemischen Praktikum für Studierende mit Chemie als Nebenfach

Übungsklausur zum chemischen Praktikum für Studierende mit Chemie als Nebenfach Übungsklausur zum chemischen Praktikum für Studierende mit Chemie als Nebenfach 1. (10P) Was ist richtig (mehrere Richtige sind möglich)? a) Fructose besitzt 5 Kohlenstoffatome. FALSCH, Fructose besitzt

Mehr

Aminosäuren - Proteine

Aminosäuren - Proteine Aminosäuren - Proteine ÜBERBLICK D.Pflumm KSR / MSE Aminosäuren Überblick Allgemeine Formel für das Grundgerüst einer Aminosäure Carboxylgruppe: R-COOH O Aminogruppe: R-NH 2 einzelnes C-Atom (α-c-atom)

Mehr

Die RNA-Welt und der Ursprung des Lebens. 13. Dezember, 2012. Michael Famulok, LIMES Institute

Die RNA-Welt und der Ursprung des Lebens. 13. Dezember, 2012. Michael Famulok, LIMES Institute Die RA-Welt und der Ursprung des Lebens 13. Dezember, 2012 Michael Famulok, LIMES Institute Zeitliche Abfolge der kosmischen, molekularen und biologischen Evolution Kosmische Evolution Chemische und molekulare

Mehr

Einzelmolekül-Kraftspektroskopie an kovalenten Bindungen

Einzelmolekül-Kraftspektroskopie an kovalenten Bindungen Einzelmolekül-Kraftspektroskopie an kovalenten Bindungen VDI Arbeitskreis Mechatronik 18-01-2012 f f Dr. Sebastian Schmidt Fakultät für Mikro- und Feinwerktechnik, Physikalische Technik der Hochschule

Mehr

Übung 11 Genregulation bei Prokaryoten

Übung 11 Genregulation bei Prokaryoten Übung 11 Genregulation bei Prokaryoten Konzepte: Differentielle Genexpression Positive Genregulation Negative Genregulation cis-/trans-regulation 1. Auf welchen Ebenen kann Genregulation stattfinden? Definition

Mehr

Carbonyl- und Enolatchemie

Carbonyl- und Enolatchemie Carbonyl- und Enolatchemie 1 Addition von rganometall-eagenzien an Carbonylverbindungen eformatzky-eaktion: Zn-eagenz weniger reaktiv als Grignard, greift keine Ester an! Br 2 Zn ZnBr 2 Br Zn 2 1 2 Barbier-eaktion:

Mehr

Modul Katalyse. Katalyse. Martin O. Symalla

Modul Katalyse. Katalyse. Martin O. Symalla Modul am speziellen Beispiel von Autoabgaskatalysatoren Martin O. Symalla Was ist ein Katalysator? Ein Katalysator ist ein Stoff, der die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion erhöht, ohne selbst dabei

Mehr

Übungsfragen Biochemie 1. Erklären Sie die Begriffe

Übungsfragen Biochemie 1. Erklären Sie die Begriffe Übungsfragen Biochemie 1 Erklären Sie die Begriffe Adsorption Diffusion Dialyse Enantiomere Diastereomere Verseifung Fett Lipid essentielle Fettsäure essentielle Aminosäure Kohlenhydrat Disaccharid Peptid

Mehr

Allgemeine Chemie für Studierende mit Nebenfach Chemie Andreas Rammo

Allgemeine Chemie für Studierende mit Nebenfach Chemie Andreas Rammo Allgemeine Chemie für Studierende mit Nebenfach Chemie Andreas Rammo Allgemeine und Anorganische Chemie Universität des Saarlandes E-Mail: a.rammo@mx.uni-saarland.de innere Energie U Energieumsatz bei

Mehr

6. Tag: Chemisches Gleichgewicht und Reaktionskinetik

6. Tag: Chemisches Gleichgewicht und Reaktionskinetik 6. Tag: Chemisches Gleichgewicht und Reaktionskinetik 1 6. Tag: Chemisches Gleichgewicht und Reaktionskinetik 1. Das chemische Gleichgewicht Eine chemische Reaktion läuft in beiden Richtungen ab. Wenn

Mehr

Kapitel 5. Aromatische Substitutionsreaktionen. 5.1 Elektrophile Substitutionen

Kapitel 5. Aromatische Substitutionsreaktionen. 5.1 Elektrophile Substitutionen Kapitel 5 Aromatische Substitutionsreaktionen In der organischen Chemie ist der Reaktionstyp der Substitutionsreaktionen sehr zahlreich und weitverbreitet. Dabei ist bekannt, daß die Wahl des Lösungsmittels

Mehr

Katalyse. Martin Babilon 14/07/2011. Katalyse. Martin Babilon Universität Paderborn. 14 Juli Montag, 18. Juli 2011

Katalyse. Martin Babilon 14/07/2011. Katalyse. Martin Babilon Universität Paderborn. 14 Juli Montag, 18. Juli 2011 Katalyse Universität Paderborn 14 Juli 2011 1 Übersicht Motivation & Einleitung Katalyse-Zyklus homogene Katalyse heterogene Katalyse 2 Motivation 3 Geschichte der Katalyse 6000 v. Christus: Alkoholvergärung

Mehr

Kapitel 4. Das HMO-Modell

Kapitel 4. Das HMO-Modell Kapitel 4 4. HMO-Theorie:!-Elektronensysteme 4.. Die Annahmen der HMO-Theorie, Strukturmatrix 4.2. Butadien als Beispiel 4.3. Analytische Lösung für lineare Ketten UV-vis-Absorption: HMO und Freies Elektronen

Mehr

Kalorimetrische Untersuchung chiraler Erkennungsprozesse in einem molekular geprägten Polymer

Kalorimetrische Untersuchung chiraler Erkennungsprozesse in einem molekular geprägten Polymer Kalorimetrische Untersuchung chiraler rkennungsprozesse in einem molekular geprägten Polymer. Kirchner, J. Seidel, G. Wolf, G. Wulff nst. f. Physikalische Chemie, TU ergakademie reiberg nst. f. Organische

Mehr

7. Tag: Säuren und Basen

7. Tag: Säuren und Basen 7. Tag: Säuren und Basen 1 7. Tag: Säuren und Basen 1. Definitionen für Säuren und Basen In früheren Zeiten wußte man nicht genau, was eine Säure und was eine Base ist. Damals wurde eine Säure als ein

Mehr

Alternative Lösungsmittel für mögliches extraterrestrisches Leben

Alternative Lösungsmittel für mögliches extraterrestrisches Leben Alternative Lösungsmittel für mögliches extraterrestrisches Leben Vertiefungsmodul Astrobiologie: Spezielle Aspekte der Astrobiologie WS 11/12 Matthias Kühtreiber Überblick Physikalische/chemische Eigenschaften

Mehr

Kapitel 4: Eliminierung - Übersicht

Kapitel 4: Eliminierung - Übersicht » Reaktionstypen - 1,1-, 1,2-, 1,3-, 1,4-Eliminierung (α-, β-, γ-, δ- Eliminierung), thermische Fragmentierung, cis-eliminierung» Regel - Eliminierung wird begünstigt durch hohe Temperatur, starke Basen,

Mehr

Grundkurs Chemie 1und 11

Grundkurs Chemie 1und 11 Arnold Arni Grundkurs Chemie 1und 11 Allgemeine, Anorganische und Organische Chemie für Fachunterricht und Selbststudium unter Mitarbeit von Klaus Neuenschwander @ WILEY YCH WILEY-VCH Verlag GmbH & Co.

Mehr

Dr. Jens Kurreck. Otto-Hahn-Bau, Thielallee 63, Raum 029 Tel.: 83 85 69 69 Email: jkurreck@chemie.fu-berlin.de

Dr. Jens Kurreck. Otto-Hahn-Bau, Thielallee 63, Raum 029 Tel.: 83 85 69 69 Email: jkurreck@chemie.fu-berlin.de Dr. Jens Kurreck Otto-Hahn-Bau, Thielallee 63, Raum 029 Tel.: 83 85 69 69 Email: jkurreck@chemie.fu-berlin.de Prinzipien genetischer Informationsübertragung Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemie 5. Auflage,

Mehr

Übungen zur VL Chemie für Biologen und Humanbiologen 05.12.2011 Lösung Übung 6

Übungen zur VL Chemie für Biologen und Humanbiologen 05.12.2011 Lösung Übung 6 Übungen zur VL Chemie für Biologen und Humanbiologen 05.12.2011 Lösung Übung 6 Thermodynamik und Gleichgewichte 1. a) Was sagt die Enthalpie aus? Die Enthalpie H beschreibt den Energiegehalt von Materie

Mehr

Als "normale" Adsorptionschromatographie bezeichnet man Systeme, bei denen die stationäre Phase polarer ist als das Elutionsmittel.

Als normale Adsorptionschromatographie bezeichnet man Systeme, bei denen die stationäre Phase polarer ist als das Elutionsmittel. Chromatographie: Bei der Reinigung von Stoffen durch chromatographische Verfahren werden die Komponenten eines Gemisches nach bestimmten Gesetzmäßigkeiten zwischen einer stationären Phase und einer mobilen

Mehr

ARBEITSTECHNIKEN IN DER PROTEINCHEMIE. Proteinimmobilisierung Chemisches Protein-engineering

ARBEITSTECHNIKEN IN DER PROTEINCHEMIE. Proteinimmobilisierung Chemisches Protein-engineering ARBEITSTECHNIKEN IN DER PROTEINCHEMIE Proteinimmobilisierung Chemisches Protein-engineering Immobilisierung 1 Bindung biologisch aktiver Komponenten an (H 2 O-)unlösliche, (inerte) Träger unter Erhaltung

Mehr

Proteinbestimmung. Diese Lerneinheit befasst sich mit der Beschreibung von verschiedenen Methoden der Proteinbestimmung mit den folgenden Lehrzielen:

Proteinbestimmung. Diese Lerneinheit befasst sich mit der Beschreibung von verschiedenen Methoden der Proteinbestimmung mit den folgenden Lehrzielen: Diese Lerneinheit befasst sich mit der Beschreibung von verschiedenen Methoden der mit den folgenden Lehrzielen: Verständnis der Prinzipien der sowie deren praktischer Durchführung Unterscheidung zwischen

Mehr

Reaktionsscreening im Mikroreaktor zur Herstellung von Synthesebausteinen aus nachwachsenden Rohstoffen

Reaktionsscreening im Mikroreaktor zur Herstellung von Synthesebausteinen aus nachwachsenden Rohstoffen Reaktionsscreening im Mikroreaktor zur erstellung von Synthesebausteinen aus nachwachsenden Rohstoffen T. Türcke, S. Panić, D. Schmiedl, S. Löbbecke, B. Kamm*, T. Frank** Fraunhofer Institut für Chemische

Mehr

> Drug Design und Entwicklung. Enzyminhibitoren

> Drug Design und Entwicklung. Enzyminhibitoren > Drug Design und Entwicklung MSc Arzneimittelwissenschaften, MSc Chemie und Staatsexamen Pharmazie, 4h, Di. 29.10.2012, 17 c.t.; Di. 06.11. 2012, 17 c.t; kl. Hörsaal Enzyminhibitoren Lehrstuhl für Pharmazeutische

Mehr

Biochemisches Grundpraktikum

Biochemisches Grundpraktikum Biochemisches Grundpraktikum Versuch Nummer G-01 01: Potentiometrische und spektrophotometrische Bestim- mung von Ionisationskonstanten Gliederung: I. Titrationskurve von Histidin und Bestimmung der pk-werte...

Mehr

Oligomerenbildung bei der hydrothermalen Ligninverflüssigung

Oligomerenbildung bei der hydrothermalen Ligninverflüssigung Oligomerenbildung bei der hydrothermalen Ligninverflüssigung Ursel Hornung, Daniel Beiser, Daniel Forchheim, Andrea Kruse Institute of Catalysis Research and Technology OH OH OH OH O KIT Universität des

Mehr

4. Kinetik und Katalyse

4. Kinetik und Katalyse 4. Kinetik und Katalyse Definition und Ziele: Lehre vom zeitlichen Ablauf chemischer Reaktionen Bestimmung von Reaktionsgeschwindigkeiten (R) Beeinflussung der R durch Parameter: Druck, Temperatur, Katalysator,

Mehr

Vorlesung Modul OC3, Elektrosynthese (ab SS 2006) 12-14 Stunden

Vorlesung Modul OC3, Elektrosynthese (ab SS 2006) 12-14 Stunden Vorlesung (ab SS 2006) 12-14 Stunden 1. Einleitung Veranstaltung, Einordnung in das Studium, Themenübersicht, Literaturliste 2. Grundlagen elektrochemischer Synthesemethoden Elektrolyse, Aufbau einer elektrochemischen

Mehr

Teil I. Rekombinante Überexpression von Proteinen 18.11.2004

Teil I. Rekombinante Überexpression von Proteinen 18.11.2004 Teil I Rekombinante Überexpression von Proteinen 18.11.2004 Definition Unter dem Begriff rekombinante Überexpression werden die molekularbiologischen/biochemischen Verfahren zusammengefasst, bei denen:

Mehr

Vortrag Enzyme. Sebastian Kurfürst. sebastian(at)garbage-group.de.

Vortrag Enzyme. Sebastian Kurfürst.  sebastian(at)garbage-group.de. Enzyme Vortrag Enzyme Sebastian Kurfürst /bio.html sebastian(at)garbage-group.de 1 Gliederung 1.Einführung 2.Reaktionsgeschwindigkeit chemischer Reaktionen 3.Enzyme ein Biokatalysator 4.Aufbau 5.Substrat-,

Mehr

Allgemeine Chemie für Biologen

Allgemeine Chemie für Biologen Universität Regensburg Allgemeine Chemie für Biologen Rudolf Robelek Vorlesungsübersicht Ü Übersicht über die Kapitel der Vorlesung Kapitel 1: Materie - Elemente, Verbindungen, Mischungen Kapitel 2: Elektronenhülle,

Mehr

Beschreiben Sie den Aufbau und die Eigenschaften der Kohlenwasserstoffe. Beschreiben Sie die Alkane allgemein.

Beschreiben Sie den Aufbau und die Eigenschaften der Kohlenwasserstoffe. Beschreiben Sie die Alkane allgemein. den Aufbau und die Eigenschaften der Kohlenwasserstoffe. nur Kohlenstoff- und Wasserstoffatome mit einander verbunden Kohlenstoffatom ist vierbindig Wasserstoffatom ist einbindig Skelett aller KW wird

Mehr

Die Reaktionsgeschwindigkeit

Die Reaktionsgeschwindigkeit Die Reaktionsgeschwindigkeit Die grundlegende Größe, mit der in der Kinetik gearbeitet wird, ist die Reaktionsgeschwindigkeit. Sie gibt an, wie viele Teilchen pro Zeit in einer chemischen Reaktion umgesetzt

Mehr

OC-F-Seminar: Organische Synthesen mit Fluorphasen. Stefan Sticher 28.01.2004

OC-F-Seminar: Organische Synthesen mit Fluorphasen. Stefan Sticher 28.01.2004 C-F-Seminar: rganische Synthesen mit Fluorphasen Stefan Sticher 28.01.2004 Gliederung: 1. rganofluorverbindungen 1.1 Was sind rganofluorverbindungen? 1.2 Physikalische Eigenschaften 1.3 Chemische Eigenschaften

Mehr

NMR-spektroskopische Untersuchung der Lithiumaggregate von organischen Verbindungen und von Cyclosporin A

NMR-spektroskopische Untersuchung der Lithiumaggregate von organischen Verbindungen und von Cyclosporin A Zusammenfassung der wissenschaftlichen Ergebnisse zur Dissertation NMR-spektroskopische Untersuchung der thiumaggregate von organischen Verbindungen und von Cyclosporin A Der Fakultät für Chemie und Mineralogie

Mehr

Fluorierungsreaktionen. Seminarvortrag am 20.11.2008 im MCII-Seminar von Reida Rutte und Joachim Moser v. Filseck

Fluorierungsreaktionen. Seminarvortrag am 20.11.2008 im MCII-Seminar von Reida Rutte und Joachim Moser v. Filseck Fluorierungsreaktionen Seminarvortrag am 20.11.2008 im MCII-Seminar von Reida Rutte und Joachim Moser v. Filseck 1 Gliederung Einleitung Reaktionen Nucleophile Fluorierung Elektrophile Fluorierung Radikalische

Mehr

Organische Chemie I Chemie am 16.11.2012. Inhaltsverzeichnis Lewisformeln von Kohlenstoffverbindungen korrekt zeichnen!... 2

Organische Chemie I Chemie am 16.11.2012. Inhaltsverzeichnis Lewisformeln von Kohlenstoffverbindungen korrekt zeichnen!... 2 Organische Chemie I Inhaltsverzeichnis Lewisformeln von Kohlenstoffverbindungen korrekt zeichnen!... 2 Verstehen was Organische Chemie heisst und die Entstehung von Kohlenstoffverbindungen kennen!... 2

Mehr

Hydrierung von Kohlenmonoxid zu Methanol Kataly?sche Umsetzung von Ethen mit Wasser zu Ethanol

Hydrierung von Kohlenmonoxid zu Methanol Kataly?sche Umsetzung von Ethen mit Wasser zu Ethanol Oxida&onsreak&onen Von Alkenen und Alkokolen zu Aldehyden, Ketonen und Carbonsäuren H. Wünsch 2012 1 Vorbemerkung Grundlage der hier betrachteten Reak?onen sind Alkene und Alkohole. Alkohole sind Produkte

Mehr

8. Zusammenfassung und Ausblick

8. Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung und Ausblick 238 8. Zusammenfassung und Ausblick 8.1. Zusammenfassung Ziel der vorliegenden Arbeit war die Darstellung neuer wasserlöslicher Edelmetalloxid- 1 Kolloide. Zur Herstellung

Mehr

Aufbau, Struktur, Funktion von DNA, RNA und Proteinen

Aufbau, Struktur, Funktion von DNA, RNA und Proteinen Aufbau, Struktur, Funktion von DNA, RNA und Proteinen Mitarbeiterseminar der Medizinischen Fakultät Ruhr-Universität Bochum Andreas Friebe Abteilung für Pharmakologie und Toxikologie Aufbau, Struktur,

Mehr

Enzyme (Teil 1) Aminosäuren, Aufbau, Eigenschaften & Funktion. Mag. Gerald Trutschl

Enzyme (Teil 1) Aminosäuren, Aufbau, Eigenschaften & Funktion. Mag. Gerald Trutschl Enzyme (Teil 1) Aminosäuren, Aufbau, Eigenschaften & Funktion Mag. Gerald Trutschl 1 Inhalt 1. Einführung 2. Aufbau: - Aminosäuren - Peptidbindung - Primärstruktur - Sekundärstruktur - Tertiär- und Quatärstrukturen

Mehr

DNA Replikation ist semikonservativ. Abb. aus Stryer (5th Ed.)

DNA Replikation ist semikonservativ. Abb. aus Stryer (5th Ed.) DNA Replikation ist semikonservativ Entwindung der DNA-Doppelhelix durch eine Helikase Replikationsgabel Eltern-DNA Beide DNA-Stränge werden in 5 3 Richtung synthetisiert DNA-Polymerasen katalysieren die

Mehr

Proteine I. Fällung Konzentrationsbestimmung. Dr. Richard Weiss

Proteine I. Fällung Konzentrationsbestimmung. Dr. Richard Weiss Proteine I Fällung Konzentrationsbestimmung Dr. Richard Weiss Praktikumsaufbau Tag 1: Konzentrieren Denaturierende und native Fällung Protein Konzentrationsbestimmung Tag 2: Entsalzen Gelchromatographie

Mehr

Elektrolyte. (aus: Goldenberg, SOL)

Elektrolyte. (aus: Goldenberg, SOL) Elektrolyte Elektrolyte leiten in wässriger Lösung Strom. Zu den Elektrolyten zählen Säuren, Basen und Salze, denn diese alle liegen in wässriger Lösung zumindest teilweise in Ionenform vor. Das Ostwaldsche

Mehr

7. Regulation der Genexpression

7. Regulation der Genexpression 7. Regulation der Genexpression 7.1 Regulation der Enzymaktivität Stoffwechselreaktionen können durch Kontrolle der Aktivität der Enzyme, die diese Reaktionen katalysieren, reguliert werden Feedback-Hemmung

Mehr

8. Translation. Konzepte: Translation benötigt trnas und Ribosomen. Genetischer Code. Initiation - Elongation - Termination

8. Translation. Konzepte: Translation benötigt trnas und Ribosomen. Genetischer Code. Initiation - Elongation - Termination 8. Translation Konzepte: Translation benötigt trnas und Ribosomen Genetischer Code Initiation - Elongation - Termination 1. Welche Typen von RNAs gibt es und welches sind ihre Funktionen? mouse human bacteria

Mehr

Praktikum. Enzymkinetik am Beispiel der Protease Trypsin

Praktikum. Enzymkinetik am Beispiel der Protease Trypsin Praktikum Methoden der molekularen Biowissenschaften Teil 1: Biochemie Enzymkinetik am Beispiel der Protease Trypsin Prof. Walter Nickel Biochemie-Zentrum der Universität Heidelberg Thermodynamische Eigenschaften

Mehr

Exkurs 4: Oligonucleotide als Antisense Wirkstoffe

Exkurs 4: Oligonucleotide als Antisense Wirkstoffe Exkurs 4: ligonucleotide als Antisense Wirkstoffe Pharmazeutische Biochemie Antisense Wirkstoffe am Markt Fomivirsen (INN) Handelsname Vitravene Einsatz: Lokale Behandlung von Zytomegalie-Virus Infektionen

Mehr

Neue Anwendungen von IBX

Neue Anwendungen von IBX Neue Anwendungen von IBX Iodoxybenzoesäure Dominik Brox, Skrollan Stockinger Assistentin: Filiz Ata Gliederung 1. Historischer Überblick 2. Darstellung von IBX und DMP 3. Ursprüngliche Anwendungsgebiete

Mehr

Weitere Übungsfragen

Weitere Übungsfragen 1 Strategie bei multiple choice Fragen Wie unterscheidet sich Glucose von Fructose? (2 Punkte) Glucose hat 6 C Atome, Fructose hat nur 5 C Atome. In der Ringform gibt es bei Glucose α und β Anomere, bei

Mehr

Bindung in Kohlenwasserstoffmolekülen

Bindung in Kohlenwasserstoffmolekülen Bindung in Kohlenwasserstoffmolekülen Die Kohlenstoffbindungen im Vergleich Bindung Bindungsstärke Differenz Bindungslänge [kj/mol] [pm] H-H 430 74 C-H 413-17 109 C-C 348 154 C=C 614 + 266 134 C C 839

Mehr

Gerinnung von Proteinen

Gerinnung von Proteinen V11 Gerinnung von Proteinen Fach Klasse Überthema Feinthema Zeit Chemie Q2 Aminosäuren, Peptide, Polypeptide Proteine 20 Minuten Zusammenfassung: Die Gerinnung von Eiklar wird durch Zugabe von gesättigter

Mehr

b) Synthese - der Nucleoside nach Vorbrüggen (am Beispiel eines RNA-Bausteins)

b) Synthese - der Nucleoside nach Vorbrüggen (am Beispiel eines RNA-Bausteins) b) Synthese - der ucleoside nach Vorbrüggen (am Beispiel eines RA-Bausteins) Ac TMSTf Me 3 Si - Tf Ac Ac Ac Ac achbargruppeneffekt Ac - Tf TMS TMSCl TMS- freies Elektronenpaar am Stickstoffatom jetzt nucleophil

Mehr

Organische Chemie 1 Teil 2 1. Vorlesung, Dienstag

Organische Chemie 1 Teil 2 1. Vorlesung, Dienstag Inhalte der 1. Vorlesung: 1. Die Reaktivität organischer Moleküle 1.1 Warum geschehen Chemische Reaktionen 1.2 Gleichgewichtsreaktionen, Ungleichgewichtsreaktionen 1.2.1 Triebkraft chemischer Reaktionen

Mehr

Titration von Metallorganylen und Darstellung der dazu benötigten

Titration von Metallorganylen und Darstellung der dazu benötigten Kapitel 1 Titration von tallorganylen und Darstellung der dazu benötigten Indikatoren -(2-Tolyl)pivalinsäureamid, ein Indikator zur Konzentrationsbestimmung von -rganylen [1] Reaktionstyp: Syntheseleistung:

Mehr