Vertiefendes Seminar zur Vorlesung Biochemie

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1 Vertiefendes Seminar zur Vorlesung Biochemie Vorbesprechung und Organisation Gerhild van Echten-Deckert Fon Homepage: 1

2 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 Aminosäuren als Proteinbausteine, Peptidbindung Primär-, Sekundär- und Tertiärstruktur von Polypeptiden p Domänen und Motive Membranproteine (Lipidanker, Transmembranproteine, Membraninsertion) Proteinfaltung Enzyme Klassifizierung Kofaktoren Kinetik (Michaelis-Menten, Lineweaver-Burk, Scatchard, Inhibitoren, Kooperativität, Hill-Plot, Regulation)

3 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 aktivierte Essigsäure (Acetyl-CoA) Citratzyklus: Oxydation von Acetyl-CoA zu CO 2 Glyoxylatzyklus: verkürzter verkürzter Citratzyklus Photosynthese: CO 2 -Fixierung, Calvinzyklus Atmungskette und oxidative Phosphorylierung

4 Nukleinsäuren Aufbau Replikation Schäden und Reparatur Rekombination PCR (Polymerasekettenreaktion)

5 Allgemeine Lehrbücher D. Voet, J.G. Voet & C.W. Pratt, Lehrbuch der Biochemie. John Wiley & Sons, New York D. Voet, JG J.G. Voet, Lehrbuch der Biochemie. John Wiley & 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, Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations. Wiley-Liss. i Inc. Streyer, L. Biochemie. Heidelberg, Berlin, Oxford : Spektrum Akad. Verl. Aus dem Englischen übersetzt von Günther Stoll. Zellbiologie Lodish, Baltimore, Berk, Zipursky, Matsudaira, Darnell. Molekulare 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

6 Ziel : Untersuchung des Lebens auf molekularer Ebene Leben : Sich Selbst regulierende, aktiv auf Reize reagierende und sich selbst replizierende Systeme Alle Organismen zeigen gemeinsame biochemische Prinzipien Erbinformation (DNA bzw. RNA) Energiestoffwechsel (ATP als universeller Energiespeicher) und analoge Stoffwechselwege (Glykolyse) Konservative Enzymmechanismen (Proteasen, Hydrolasen) 4.6 *10 9 Jahre : Alter der Erde präbiotische Zeit (chemische Evolution) BIOPOLYMERE 3,5*10 9 Jahre fossile Bakterien

7 Prinzip des Informationsflusses (Achtung: Ausnahmen) Transkription DNA Translation RNA Replikation Protein Steuerung aller Zellfunktionen

8 AUSGANGSMATERIALIEN Primitive Atmosphäre, Hydro- und Lithosphäre Extraterr. Material CHEMISCHE EVOLUTION kleine Moleküle, Aminosäuren, Fettsäuren, Zucker, Nukleobasen PROTOBIONTEN oder PROTOZELLEN postulierte Frühformen MOLEKULARE EVOLUTION Polymere von Aminosäuren, Zuckern; Selbstorganisierte supramolekulare Strukturen, mrna, Membranvesikel PROGENOTEN (Erste Formen heutigen Lebens) Archebakterien Eubakterien Eukaryoten (Darwinsche Evolution)

9 System der Stoffwechselwege Purin-Nucleotide [HCOOH] CO 2 Zentralstoffwechsel C-C-Bindungen Peripherstoffwechsel C-C-Bindungen Peripherstoffwechsel C-X-Bindungen RNA DNA His Pterine Flavine Chinone Phe, Tyr, Trp PRP TPP Pyrimidin- Nucleotide Orotat P~Zucker Ala, Ser (Se)-Cys Gly [CH 2 O] C3 Val Ile [CH 3 -N] CO C2 C4 C6 Thr, Met Asp, Asn Methylierungen Biotin Fttä Fettsäure-Lipide id Lipoat Isoprenoid-Lipide Leu Gln, Pro Glu Orn, Arg C5 NADH Lys CoA Tetrapyrrole

10 Structural hierarchy in the molecular organization of cells Lehninger Principles of Biochemistry. 5 th Ed.

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