Enzyme

Begleitende Besprechung der Biochemischen Übungen

Medizinische Chemie III

Struktur, Stoffwechsel und Funktion der Lipidstoffe

Definition der Begriffe "Fette, Öle, Lipide", thermodynamische Erklärung der hydrophoben Wechselwirkung, Nomenklatur von Fettsäuren, Fettsäurebiosynthese, Kettenverlängerung und Desaturasereaktion, Bildung von Neutralfetten, Glycerophosphatide (und davon abgeleitete second messenger), Cardiolipin, Etherlipide, Verankerung von Proteinen und anderen Biomolekülen (Coenzym Q, Dolichol) in der Zellmembran (Verknüpfung mit Fettsäuren, GPI-Anker, Prenylierung), cytoplasmatische Fettsäureaktivierung, Carnitin, β-Oxidation (inkl. Abbau ungesättigter und ungeradzahliger Fettsäuren), Ketogenese (Reaktionen und Bedeutung), Glyoxylatzyklus, Cholesterolbiosynthese (Verbindung zu Ketogenese, Hemmung durch Statine), Cholesterolabkömmlinge (Gallensäuren, Steroidhormone, Vitamin D), Isoprenoide, von der Arachidonsäure zu den Eikosanoiden (Strukturen und Wirkung von Aspirin), Sphingolipide (Synthese, Formen wie Glykolipide/Sphingomyelin, Abbau mit klinischem Bezug als Ursache von lysosomalen Speicherkrankheiten bei Abbaustörungen und deren Behandlung). Leistungsnachweis: Anwesenheitspflicht (bei vier Kontrollen benötigt man drei Unterschriften).

Bioinformatik/Computational Biology

Unter dem Begriff Bioinformatik versteht man die Lösung von wissenschaftlichen Problemen der Lebenswissenschaften mithilfe theoretischer computergestützter Methoden. Beispielsweise liefern die Methoden der Bioinformatik wesentliche Beiträge bei der Sequenzierung von Genomen. In der Lehrveranstaltung wird zunächst die Verwaltung biologischer Daten (u.a. DNA-und Proteinsequenzen, 3D- Proteinstrukturen) erklärt. Es werden die wichtigsten Datenbanken (z.B. Protein Data Bank, GenBank) vorgestellt und anhand praktischer Beispiele die Vorgehensweise, mit deren Hilfe benötigte Informationen abgerufen werden können, geübt. Der nächste Schwerpunkt umfasst die Sequenzanalyse (DNA- und Proteinsequenzen). Hierbei werden mittels spezieller Algorithmen (z.B. BLAST) Sequenzen verglichen (sequence alignment), um die Frage zu beantworten, ob Gene oder Proteine miteinander verwandt sind. Lassen sich verwandte (orthologe) Gene oder Proteine weitverbreitet im Tier-oder Pflanzenreich finden, so können mit deren Hilfe phylogenetische Bäume erstellt werden, die evolutionäre Beziehungen (mathematisch berechnet) aufzeigen. Abschließend wird in der Lehrveranstaltung dargelegt, auf welche Weise die Methoden der Strukturbioinformatik (z.B. Proteinfaltung) wichtige Informationen für medizinische und pharmazeutische Anwendungen liefern können. Leistungsnachweis: Anwesenheitspflicht (bei vier Kontrollen benötigt man drei Unterschriften).

Der Zuckercode: Grundlagen und medizinische Aspekte

Kohlenhydrate sind wesentlich mehr als ein einfacher biochemischer Treibstoff, oder - als Polymer - der molekulare Baustoff, um Insekten und Pflanzen Stabilität zu verleihen. Ein offensichtliches Zeichen für eine weitreichende physiologische Funktion: Zuckerketten (Glykane) werden häufig an Proteine und Lipide verknüpft präsentiert. Dieser Anteil zellulärer Glycokonjugate (Glycoproteine und -lipide) bietet ein vielfältiges Mittel, biochemische Signale aufzubauen. Diese können wiederum von Kohlenhydrat-bindenden Proteinen (Lektine) erkannt werden und nach Bindung an bestimmte Glykane können zelluläre Prozesse, wie z.B. Adhäsion, Wachstum oder programmierter Zelltod beeinflusst werden. Warum Oligosaccharide ein außergewöhnliches Talent in dieser Hinsicht besitzen und sie alle anderen Klassen von Biomolekülen in ihrer Kodierungskapazität (Zuckercode) innerhalb eines Oligomers (Kodewort) übertreffen, welche strukturellen Eigenschaften dafür notwendig sind und welche Rolle ihre Wechselwirkungen mit Kohlenhydrat-bindenden Proteinen (Lektine) in Krankeitsprozessen, wie z.B. dem Tumorgeschehen, spielen, sind u.a. Themen dieser Lehrveranstaltung. Leistungsnachweis: Anwesenheitspflicht (bei vier Kontrollen sind drei Unterschriften notwendig).

Medizinische Chemie I

Das Wahlpflichtfach wird interdisziplinär von Dozenten der Fachgebiete Physiologische Chemie und Pharmakologie und Toxikologie angeboten. Ziel des Wahlpflichtfaches ist es, die Bedeutung chemischer Reaktionsvorgänge und Methoden für die Entwicklung und Anwendung von Arzneistoffen aufzuzeigen. Dazu wurden folgende Themen ausgewählt: Einführung, Chiralität und ihre Bedeutung für Arzneistoffe, Spektroskopie (von IR zu UV), Chromatographie (DC und Säulenchromatographie), intermolekulare Interaktionen (Wasserstoffbrücken, van der Waals-Kräfte, hydrophobe Wechselwirkungen) , der Rezeptorbegriff, Fallbeispiel Sulfonamid, Fallbeispiel Lokalanästhetika, vom Wirkstoff zum Arzneimittel, Gibbs-Helmholtz-Gleichung, Aminosäuren und ihre Funktionalität. Leistungsnachweis: Anwesenheitspflicht (bei vier Kontrollen benötigt man drei Unterschriften).

Seminar zu den physiologisch-chemischen Übungen: Proteine und Enzyme

Ziel ist es, die Wirkungsweise von Enzymen, ihre Regulation und ihre medizinische Bedeutung kennenzulernen. Im Anschluss an eine Einführung zum Aufbau von Proteinen, werden Enzymkinetik und Arten der Enzymhemmung (u.a. mithilfe ausgewählter Beispiele an Arzneistoffen) sowie die verschiedenen Katalysemechanismen besprochen. Die Regulation der Enzymaktivität und das Zusammenwirken mit verschiedenen Cofaktoren (u.a. Coenzyme, prosthetische Gruppen) sowie die diagnostische Bedeutung von Enzymen bilden den zweiten Teil der Vorlesung. Leistungsnachweis: Es besteht Anwesenheitspflicht (bei vier Kontrollen benötigt man drei Unterschriften).

Medizinische Chemie II

Das Wahlpflichtfach wird von der Biochemie und der Pharmakologie gemeinsam angeboten. Im Einzeln werden ausgewählte Pharmaka (Opioide, Aspirin, Penicillin, Sulfonamide, Methotrexat, antivirale Arzneistoffe u.a.) vorgestellt, ihre Entstehungsgeschichte und die zugrundeliegenden biochemischen Mechanismen erläutert. Desweiteren wird die medizinische Bedeutung der Wechselwirkungen zwischen Kohlenhydrat-bindenden Proteinen und Kohlenhydratstrukturen auf der Zelloberfläche erklärt. Leistungsnachweis: Es besteht Anwesenheitspflicht (bei vier Kontrollen benötigt man drei Unterschriften).

Prinzipien der molekularen Zellbiologie

Ziel ist es, Grundlagen der Zellbiologie zu vermitteln. Dazu wird u.a. erläutert wie Zellen kultiviert werden (auch mit praktischer Übung verbunden)und welche Moleküle Wachstum (Wachstumsfaktoren, Onkogene, Tumorsuppressoren), Zell-Zell/Zell-Matrix Adhäsion (Integrine,Selektine) und den programmierten Zelltod steuern. Leistungsnachweis: Es besteht Anwesenheitspflicht (bei vier Kontrollen benötigt man drei Unterschriften).