NWNR300902 Bioorganic chemistry (in Eng.)

Art
Vorlesung
Semesterstunden
2
Vortragende/r (Mitwirkende/r)
Zamyatina, Alla
Organisation
Organische Chemie
Angeboten im Semester
Sommersemester 2027
Unterrichts-/ Lehrsprachen
Englisch
Lehrinhalt

Die Vorlesung verbindet Bioorganische Chemie mit biologischer Grundlagenforschung, Biotechnologie und Chemischer Biologie und vermittelt interdisziplinäre Kenntnisse und Kompetenzen an der Schnittstelle zwischen Chemie und Biowissenschaften. Es wird vermittelt, wie biomolekulare Strukturen, molekulare Wechselwirkungen und biologische Funktionen verstanden und deren Bedeutung für die Grundlagenforschung und biotechnologische Anwendungen erkannt werden können.

Bioorganische Chemie der Nukleinsäuren.
Struktur und biologische Funktion von DNA und RNA; Nukleobasen, Nukleoside und Nukleotide. Molekulare Erkennung von DNA und RNA durch Proteine und kleine Moleküle. Chemische Modifikation von Nukleinsäuren und deren Einsatz als molekulare Werkzeuge. Ausgewählte Anwendungen von Nukleinsäuren in der Biotechnologie und biomedizinischen Forschung.

Aminosäuren, Peptide und Proteine.
Struktur und Funktion von Aminosäuren, Peptiden und Proteinen. Proteinfaltung, molekulare Erkennung und Rezeptor-Ligand-Wechselwirkungen. Enzyme, Cofaktoren und Enzyminhibitoren. Grundlagen der Enzymkatalyse, Vitamine als Vorstufen essenzieller Enzym-Cofaktoren, erläutert anhand ausgewählter biologisch relevanter Beispiele. Peptide und Proteine als Signalmoleküle, Forschungswerkzeuge und Therapeutika. Ausgewählte Methoden zur Modifikation und funktionellen Untersuchung von Proteinen. Molekulare Wechselwirkungen zwischen Proteinen und kleinen Molekülen in biologischen Systemen.

Lipide, Membranen und zelluläre Signalübertragung.
Struktur und Funktion biologischer Lipide und Membranen. Glycerolipide, Sphingolipide und Glykolipide. Lipid-Protein-Wechselwirkungen, Lipide als Signalmoleküle und Regulatoren zellulärer Prozesse. Bedeutung der Membran- und Lipidbiologie für Biotechnologie, Zellbiologie und biomedizinische Forschung.

Kohlenhydrate, Glykane und Glykokonjugate.
Struktur und biologische Funktionen von Kohlenhydraten und Glykanen. Glykoproteine, Proteoglykane und Glykolipide. Molekulare Erkennung durch kohlenhydratbindende Proteine, Lektine und multivalente Wechselwirkungen. Die Glykokalyx und ihre Rolle bei Zellerkennung und Zellkommunikation. Glykane bei Wirt-Pathogen-Interaktionen, Immunprozessen und Erkrankungen. Ausgewählte Ansätze zur Untersuchung von Glykanen und Glykokonjugaten.

Molekulare Erkennung und bioorganische Prinzipien in biologischen Systemen.
Nichtkovalente Wechselwirkungen und molekulare Erkennung als zentrale Prinzipien biologischer Funktionen. Protein-Ligand-, Protein-Protein- und Biomolekül-Oberflächen-Wechselwirkungen. Zusammenhang zwischen molekularer Struktur und biologischer Aktivität. Kleine Moleküle und modifizierte Biomoleküle als Werkzeuge zur Untersuchung biologischer Prozesse. Ausgewählte Konzepte der Chemischen Biologie werden dort einbezogen, wo sie zum Verständnis biomolekularer Funktionen und biotechnologischer Anwendungen beitragen.

Anwendungen in Biotechnologie und Life Sciences.
Anwendung bioorganischer Konzepte auf biologische und biotechnologische Fragestellungen. Molekulare Werkzeuge zur Untersuchung zellulärer Prozesse, biomolekularer Wechselwirkungen und Signalwege. Ausgewählte Beispiele aus Biotechnologie, Wirkstoffforschung, molekularer Medizin und biologischer Grundlagenforschung.
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Inhaltliche Voraussetzungen (erwartete Kenntnisse)

Die Lehrveranstaltung richtet sich an Masterstudierende mit grundlegenden Kenntnissen in Organischer Chemie und Biochemie. Sie eignet sich insbesondere für Studierende, die ihr Verständnis der molekularen Grundlagen biologischer Prozesse sowie deren Anwendungen in der Biotechnologie vertiefen möchten.
Lehrziel

Die Lehrveranstaltung vermittelt eine Einführung in die bioorganische Chemie der wichtigsten Biomolekülklassen und deren Funktionen in biologischen Systemen.
Nach Abschluss der Lehrveranstaltung sind die Studierenden in der Lage, Zusammenhänge zwischen molekularer Struktur und biologischer Funktion herzustellen, zentrale Prinzipien der molekularen Erkennung und biomolekularer Wechselwirkungen zu erklären sowie die Funktionen von Nukleinsäuren, Proteinen, Lipiden und Glykanen in zellulären Prozessen zu verstehen.
Darüber hinaus erhalten die Studierenden Einblick in die Anwendung bioorganischer Konzepte und molekularer Werkzeuge in der Biotechnologie, der biologischen Grundlagenforschung und den biomedizinischen Wissenschaften. Besonderer Wert wird auf interdisziplinäres Denken an der Schnittstelle von Chemie, Biologie und Biotechnologie gelegt.
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Noch mehr Informationen zur Lehrveranstaltung, wie Termine oder Informationen zu Prüfungen, usw. finden Sie auf der Lehrveranstaltungsseite in BOKUonline.