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SS 2008

BIOPHYSIKALISCHE CHEMIE - METHODEN UND ANWENDUNGEN

Inhaltsangabe:

1. Allgemeine Strukturprinzipien biologischer Makromoleküle (kurze Wdh.)
  Intermolekulare Wechselwirkungskräfte, hydrophober Effekt, Struktur biologischer Makromoleküle, Selbstorganisation amphiphiler Moleküle, Konformationsumwandlungen von Biopolymeren
2. Thermisch-kalorische Messverfahren
 

Differenzscanningkalorimetrie, Druckperturbationskalorimetrie, Isotherme Titrationskalorimetrie

3. Kolligative und hydrodynamische Methoden (nur kurz)
  Osmometrie, Viskosimetrie, Diffusion, Ultrazentrifugation, Elektrophorese, Chromatographie
4. Strukturuntersuchungen
  Mikroskopische Methoden, Elektronen-, Rasterkraft- und Tunnelmikroskopie, Fluoreszenzmikroskopie, Lichtstreuung, Röntgen- und Neutronenkleinwinkelstreuung, Einkristallstrukturanalyse, Massenspektrometrie
5. Spektroskopische Methoden
  UV/VIS-Spektroskopie, chiroptische Methoden, Fluoreszenzspektroskopie (statische und dynamische), Fluoreszenzdepolarisation, FCS, FRET, Photobleichverfahren, IR-, Ramanspektroskopie, NMR-Spektroskopie, Deuteronen-NMR, NOE, mehrdimensionale NMR, dynamische Prozesse, Festkörper-NMR, Feldgradienten-NMR, Kernspintomographie, ESR-, Mößbauerspektroskopie
6. Computersimulation von Biomolekülen (Methoden, Membransysteme, Proteine)
7. Einzelmolekül- und oberflächensensitive Methoden
  Kraftmikroskopie, Attenuated total reflectance, Einzelmolekül-Fluoreszenzmethoden, Oberflächenplasmonenresonanz, SERS, Optical tweezers
8. Kinetik und Messverfahren biochemischer Reaktionen
  Enzymkinetik, Messmethoden schneller biochemischer Reaktionen (enzymatische Reaktionen, Proteinfaltung, Ligandenbindung)
 

In den begleitenden Übungen zur Vorlesung wird Gelegenheit zur Durchführung von Experimenten an den entsprechenden Apparaturen gegeben. Der Vorlesungsstoff wird durch Rechnung von Übungsaufgaben eingeübt. In ergänzenden Kurzvorträgen sollen schließlich aktuelle Probleme aus der Literatur erörtert werden. Auf Wunsch kann die Vorlesung auch auf Englisch gehalten werden.

 

Literaturauswahl:

  • R. Winter, F. Noll, Methoden der Biophysikalischen Chemie, Teubner Verlag, 1998
  • C. R. Cantor, P. R. Schimmel, Biophysical Chemistry I, II, III, Freeman, San Fransisco, 1980
  • K. E. Van Holde, W. C. Johnson, P. S. Ho, Principles of Physical Biochemistry, Prentice-Hall, 1998
  • D. Freifelder, Physical Biochemistry, Freeman, New York, 1982
  • M. Daune, Molecular Biophysics, Oxford University Press, Oxford, 1999
  • J. Israelachvili, Intermolecular Forces & Surface Forces, Academic Press, New York, 1992
  • W. Hoppe, W. Lohmann, H. Markl, H. Ziegler, Biophysik, Springer Verlag, Berlin, 1982
  • B. Nölting, Methods in Modern Biophysics, Springer, Heidelberg, 2004
  • F. Lottspeich, H. Zorbas (Hrsg.), Bioanalytik, Spektrum Akademischer Verlag, Berlin, 1998
  • A. Cooper, Biophysical Chemistry, The Royal Society of Chemistry, Cambridge; 2004
  • J. A. Tuszynski, M. Kurzynski, Introduction to Molecular Biophysics, CRC Pres, Boca Raton, 2003
  • B. Nölting, Protein Folding Kinetics, Springer-Verlag, Heidelberg, 1999
  • D. Boal, Mechanics of the Cell, Cambridge University Press, 2002
  • M.A. Paesler, P.J. Moyer, Near-Field Optics: Instrumentation & Appl., Academic Press, NY, 1998
  • C.J.R. Sheppard, D.M. Shotton, Confocal Laser Scanning Microscopy, Springer, Heidelberg 1997
  • A. Rodger, B. Nordén, Circular Dichroism & Linear Dichroism, Oxford University Press, Oxford, 1997
  • A.Y. Grosberg, A. R. Khokhlov, Statistical Physics of Macromolecules, AIP Press, New York, 1994
  • S. F. Sun, Physical Chemistry of Macromolecules. Basic Principles and Issues, John Wiley, New York, 2004
  • E. Fanchon et al., Structure and Dynamics of Biomolecules, Oxford University Press, Oxford, 2000
  • P.C. Hiemez, R. Rajagopalan, Principles of Colloid and Surface Chemistry, Marcel Dekker, 1997
  • D.T. Haynie, Biological Thermodynamics, Cambridge University Press, Cambridge 2001
  • J. T. Edsall, H. Gutfreund, Biothermodynamics, John Wiley, New York, 1983
  • J. R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, 1999
  • J.N.S. Evans, Biomolecular NMR Spectroscopy, Oxford University Press, Oxford, 1995
  • D. G. Gadian, Nuclear Magnetic Resonance & its Applications to Living Systems, Clarendon Press, Oxford, 1982
  • K. Wüthrich, NMR of Proteins and Nucleic Acids, Wiley & Sons, New York, 1986
  • M.P. Sheetz, Laser Tweezers in Cell Biology, Academic Press, New York, 1998