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MASTERSTUDIENGANG BIOCHEMIE Handbuch der Pflicht- und Wahlpflichtmodule Naturwissenschaftliche Fakultät der Leibniz Universität Hannover Medizinische Hochschule Hannover Zentrum Biochemie 18.12.2018

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MASTERSTUDIENGANG BIOCHEMIE

Handbuch der Pflicht- und Wahlpflichtmodule

Naturwissenschaftliche Fakultätder Leibniz Universität Hannover

Medizinische Hochschule Hannover Zentrum Biochemie

18.12.2018

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Masterstudiengang Biochemie ................................................

BCM P 01 „Biochemie der Signalübertragung und –verarbeitung“ .............................

BCM P 02 „Glykobiochemie“ ......................................................................................

BCM P 03 „Molekulare Mechanismen der Pathobiochemie“ ......................................

BCM P 04 „Biophysikalische Chemie“ ........................................................................

BCM P 05 „Master-Arbeit“ ..........................................................................................

BCM WP 01 „Mathematik für Biochemiker“ ..............................................................

BCM WP 02 „Strukturbiologie“ .................................................................................

BCM WP 03 „Biomembranes“ ..................................................................................

BCM WP 04 „Systemische Regelkreise“ ..................................................................

BCM WP 05 „Molekulare Medizin“ ...........................................................................

BCM WP 06 „Isotopenkurs“ ......................................................................................

BCM WP 07 „Biomineralisation und Biomaterialien ..................................................

BCM WP 08 „Bioprozesstechnik I für Biochemiker“..................................................

BCM WP 09 „Bioprozesstechnik II für Biochemiker“.................................................

BCM WP 10 „Molekularbiologie“ ..............................................................................

BCM WP 11 „Immunologie“ ......................................................................................

BCM WP 15 „Pharmakologie und Toxikologie“ ........................................................

BCM WP 16 „Physiologie und Pathophysiologie“ .....................................................

BCM WP 18 „Proteinbiochemie“ ...............................................................................

BCM WP 19a „Gentechnische Sicherheit“ ................................................................

BCM WP 19b „Grundlagen der Versuchstierkunde ..................................................

BCM WP 19c „Tierexperimentelle Methoden“ ..........................................................

BCM WP 19d „Grundlagen der Versuchstierkunde" .........................................

BCM WP 20 „Virologie“ ....................................................................................

BCM WP 21 „Zellbiologie“ ........................................................................................

BCM WP 22 „Scientific Writing“ ................................................................................

BCM WP 23 „Medizinische Mikrobiologie“ ................................................................

BCM WP 24 „Wirkstoffmechanismen “ .....................................................................

BCM WP 25 „Stereochemie“ ....................................................................................

BCM WP 26 „Biogenese von Naturstoffen“ ..............................................................

BCM WP 27 „Wirk- und Naturstoffanalytik“ ..............................................................

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BCM WP 28 „Glycobiologie“ .....................................................................................

BCM WP 29 „Grundpraktikum Wirkstoffchemie“ ......................................................

BCM WP 30 „Grundpraktikum Naturstoffchemie“ .....................................................

BCM WP 31 „Molekulare Humangenetik“ .................................................................

BCM WP 32 „Molekulare Mikrobiologie für Biochemiker“ .........................................

BCM WP 33 „Biochemie der genetischen Informationsverarbeitung“ .......................

BCM WP 34 „Forschungspraktikum“ ........................................................................

BCM WP 35 „Auslandspraktikum“ ........................................................................

BCM WP 36 „Lehrpraktikum“ ...............................................................................

BCM WP 37 „Industriepraktikum“ .............................................................................

BCM WP 38 „Stammzellen in der regenerativen Medizin“ ........................................

BCM WP 39 „Stammzellforschung und Tissue engineering“ ....................................

BCM WP 41 „Instrumentelle Techniken“ ..................................................................

BCM WP 43 „Spezielle Immunologie“

BCM WP 44 „Neurobiochemistry in health and disease“ ..........................................

BCM WP 45 „Mesenchymal stem cells“ ...................................................................

BCM WP 46 „Molecular signal pathways in skeletal muscle and heart“ ...................

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM P 01 „Biochemie der Signalübertragung und –verarbeitung“ (Biochemistry of signal transduction)

Modul-Nr.: BCM P 01

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Signalübertragung und -verarbeitung (1 SWS)

S Signalübertragung und -verarbeitung (1 SWS)

P Signalübertragung und -verarbeitung (5 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Vorlesung + Seminar: Wintersemester, Praktikum WS oder SS

Verantwortlich Prof. Dr. M. Gaestel

Ansprechpartner/in Dr. R. Niedenthal

Dozenten Binz, Dittrich-Breiholz, Gaestel, Kotlyarov, Niedenthal, Scheibe, Tamura, Windheim

Sprache Deutsch / Englisch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 8 LP / 240 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Versuchsprotokolle, Seminarvortrag, Praktikum

Prüfungsleistungen Klausur (60 min)

Medienformen

Powerpoint-Präsentationen, Handouts zu den Vorlesungen, Originalartikel im pdf-Format, Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen, Laborexperimente

Vorlesung / Seminar Signaltransduktion (BCM P 01)

Lernziele: Die Studierenden kennen verschiedenste Mechanismen der Signalübertragung, ihrer Regulation und Signalverarbeitung sowie die Anwendung protein-und molekularbiologischer Arbeitstechniken insbesondere der Zell und Gewebekultur. Sie können die aktuelle Originalliteratur zur Signaltransduktion erfassen, in einem Vortrag vorstellen und kritisch bewerten.

Inhalte: Grundlegende Komponenten und Prozesse der Signaltransduktion Signaltransduktion in Entwicklung und Differenzierung

Kinasen und Transkriptionsfaktoren Proteinkinasen in Entzündungsreaktionen

Tyrosinkinasen vermittelte Signalkaskaden Krebsentstehung Regulation der Transkription durch Signaltransduktionsmechanismen

Zelluläre Reaktion auf DNA-Schäden

Posttranskriptionelle Kontrolle der Genexpression, mRNA-Abbau Wirkung von Ubiquitin und ähnlichen Proteinen

Neurotransmitter

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Literatur: G. Krauss: Biochemistry of Signal Transduction and Regulation-Wiley-VCH B. Alberts et al.: Molecular biology of the cell

J. M. Berg et al.: Biochemistry W. Müller-Esterl: Biochemie

Originalartikel

Praktikum (BCM P 01)

Lernziele: Die Studierenden können ihre Kenntnis zur Nutzung protein- und molekularbiologischer Arbeitstechniken, Zell und Gewebekultur und Planung von Experimenten zur Signaltransduktion anwenden sowie Versuchsdaten erfassen, auswerten und in Form eines Praktikumsprotokolls präsentieren.

Inhalte:

Molekularbiologische Techniken, z.B.:

o PCR, RT-PCR, Real Time PCR

o Klonierung von DNA-Fragmenten; Herstellung von Expressionsvektoren

o Produktion, Reinigung und Charakterisierung rekombinanter Proteine in E. coli und in Zellkulturzellen,

Aufreinigung von GST-, Strep-Tag Fusionsproteinen

o Transiente und stabile Transfektion von Säuger-Zelllinien

o RNA-Protein Interaktion in vitro, Isolation RNA-bindender Proteine, siRNA

o Elektrophorese, EMSA, Northern Blot, radioaktiv/nicht-radioaktiv (DIG-Markierung)

Proteinbiochemische Techniken, z.B.:

o Elektrophorese, Western-Blot,

o Enzymassays, UV-, Fluoreszenz- und Luminiszenzspektroskopie

o Säulenchromatographie

o ELISA

o Untersuchungen von Proteininteraktion, Fusionsproteine und Translokation

o Untersuchungen zur Proteinkonjugation in vivo und in vitro

Zell- und Gewebekultur, z.B.:

o Kultur und Transfektion verschiedener Säugerzelllinien, neuronale Zelllinien, Primärkulturen von Neuronen,

Mikroglia und neuronalen Stammzellen

o FACS

o Immunfluoreszenzmikroskopie, konfokale Laserscanningmikroskopie, Immuncytochemie

Literatur: Originalartikel

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM P 02 „Glykobiochemie“ (Glycobiochemistry)

Modul-Nr.: BCM P 02

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Glykobiochemie (1 SWS)

S Glykobiochemie (1 SWS)

P Glykobiochemie (5 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Wintersemester, , Praktikum WS oder SS

Verantwortlich Prof. Dr. F. Routier

Ansprechpartner/in Prof. Dr. F. Routier

Dozenten Routier, Münster-Kühnel, Weinhold, Bakker, Mühlenhoff, Büttner, Hildebrandt

Sprache Englisch; Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 8 LP/240 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Versuchsprotokolle, Seminarvortrag, Praktikum

Prüfungsleistungen Klausur (90 min)

Medienformen

Powerpoint-Präsentation, Poster

Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen

Vorlesung Glykobiochemie (BCM P 02)

Lernziele:

Die Studentinnen und Studenten verfügen über fundamentale Konzepte in der Glykobiologie mit Schwerpunkt auf Struktur,Biosynthese und Funktion von Glykokonjugaten. Sie können aktuelle Fachliteratur verstehen, relevante Daten extrahieren und diese in Englisch präsentieren. Eine kritische Auswertung der Daten und Methoden versetzt die Studierenden in die Lage, Lösungen für andere Problemstellungen vorzuschlagen.

Inhalte:

Glykane und Glykokonjugate

Struktur und Vielfalt von Kohlenhydraten

Physiko-chemische Eigenschaften von Kohlenhydraten

Bedeutung des Glykoms in der interzellulären Kommunikation

Biosynthese

Kohlenhydrat-bindende Proteine (Struktur und Funktion)

Pathophysiologie des Glykoms

Glykoanalytik

Literatur:

Essentials of Glycobiology, 2nd edition (online at www.ncbi.nlm.nih.gov)

Aktuelle Fachliteratur

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Praktikum Glykobiochemie (BCM P 02)

Lernziele:

Die Studierenden wenden die in der Vorlesung „Glykobiochemie“ erworbenen theoretischen Kenntnisse biochemischer und molekularbiologischer Arbeitstechniken selbständig an. Im Rahmen des Praktikums bearbeiten die Studierenden Forschungsprojekte. Sie sind in der Lage, erhaltene Ergebnisse eigenständig zu analysieren und darzustellen. Die Studierenden können weiterführende Experimente vorschlagen und begründen.

Inhalte:

Allgemeine Techniken

Klonierung von DNA-Fragmenten; Herstellung von Expressionsvektoren unter Verwendung herkömmlicher Klonierungsmethoden mit Restriktionsenzymen und DNA-Ligasen sowie durch Rekombination (Gateway-Klonierung)

Produktion, Reinigung und Charakterisierung rekombinanter Proteine in E. coli und in Insekten- und Säugetierzellen, Aufreinigung von epitopmarkierten Proteinen

Kultur und Transfektion (transient und stabil) verschiedener Säugerzellinien

Western Blot, Northern Blot, (nicht-radioaktiv)

Immunfärbungen, Immunpräzipitation

ELISA

Mikroskopische Methoden

Spezielle Techniken

Methoden der Glykananalyse

High Performance Liquid Chromatography (HPLC)

Fluoreszenz-Markierung von Zuckern

Lektinanalysen

Massenspektrometrie

Kultur und Transfektion von murinen embryonalen Stammzellen

Enzymaktivitätstests (radioaktiv und nicht-radioaktiv)

Herstellung von cDNA Banken

Expressionsklonierung „sibling selection“

Phänotypisierung über Lektine

Immunhistologie

Literatur:

Siehe Vorlesung

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM P 03 „Molekulare Mechanismen der Pathobiochemie“ (Molecular mechanisms of pathobiochemistry)

Modul-Nr.: BCM P 03

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Pathobiochemie (1 SWS)

S Pathobiochemie (1 SWS)

P Pathobiochemie (5 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Wintersemester; Praktikum WS oder SS

Verantwortlich PD Dr. M. Elsner

Sprache Deutsch

Dozenten Elsner, Lortz und Mitarbeiter/innen des Instituts für Klinische Biochemie

Ansprechpartner/in PD Dr. S. Lortz

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 8 LP /240 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Versuchsprotokolle; Seminarvortrag

Prüfungsleistungen Mündliche Prüfung

Medienformen

Handouts zu den Vorlesungen,

Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen

Vorlesung und Seminar Molekulare Mechanismen der Pathobiochemie (BCM P03)

Lernziele:

Die Studierenden verfügen über Kenntnisse der molekularen Grundlagen pathobiochemischer Vorgänge auf zellulärer und systemischer Ebene, inklusive zugehöriger Krankheitsbilder. Dieses Wissen versetzt sie in die Lage biochemische und zellbiologische Methoden zur Analyse pathobiochemischer Prozesse anzuwenden und Versuchsergebnisse zu analysieren. Die in der Vorlesung erworbenen Kenntnisse werden in den begleitenden Seminaren durch Vorstellung aktueller Publikationen vertieft. Mit Hilfe der theoretischen Grundlagen lernen die Studierenden die vorgetragenen Ergebnisse zu verstehen, die Ergebnisse zu analysieren und im Kontext mit anderen Publikationen zu bewerten.

Inhalte: Die Vorlesung vermittelt den Studierenden

Grundlagen der Krankheitslehre

Grundlagen des Energiehaushalts und der Mangelernährung

Mechanismen des Zelltods: Nekrose - Apoptose, Ursachen, Ablauf, Merkmale

Toxizität freier Radikale: Stickstoffmonoxid (NO) und reaktive Sauerstoffspezies (ROS)

Dysregulation der Proteinexpression, der Proteinfaltung und -funktion, des Proteintransports und der zellulären Lokalisation – molekulare Ursachen ausgesuchter Krankheitsbilder

Hormonelle Regulation/Fehlregulation als Beispiel systemischer Biochemie

Typ 1 Diabetes mellitus als Beispiel einer Autoimmunerkrankung

Molekulare Grundlagen der Tumorentwicklung

Neurodegenerative Erkrankungen und ihre Ursachen

Biochemische und molekularbiologische Therapieansätze zur Behandlung von ausgesuchten Krankheitsbildern

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Literatur: B. Alberts et al.: Molecular biology of the cell

J. M. Berg et al.: Biochemistry

P. C. Heinrich: Löffler/Petrides: Biochemie und Pathobiochemie Aktuelle Publikationen

Praktikum Molekulare Mechanismen der Pathobiochemie (BCM P03)

Lernziele: Die Studierenden erwerben Kenntnisse von modernen molekularbiologischen und biochemischen Arbeitstechniken und wenden diese an. Das Praktikum versetzt die Studierenden in die Lage, Versuche eigenständig zu planen, durchzuführen und auszuwerten. Insbesondere die Fehleranalyse, die Evaluation der Ergebnisse und die Entwicklung eigener Lösungsansätze werden den Studierenden vermittelt.

Inhalte:

Allgemeine Techniken

Kultur verschiedener Säugerzelllinien, insulinproduzierender Zelllinien und Hepatomzelllinien

Fluoreszenzmikroskopie (Live cell imaging, Immunfluoreszenz)

Zytotoxzitätstests, Vitalitätsmessungen

PCR

Klonierung von DNA-Fragmenten; Herstellung von Expressionsvektoren

Expression, Aufreinigung und Charakterisierung rekombinanter Proteine mittels His-, GST- und Strep-Tag Fusionsproteinen

Quantitative Realtime PCR

Western-Blot

ELISA

RIA

Genexpressionsanalysen und deren Auswertung

Durchflusszytometrie

Spezielle Techniken

Isolierung und Kultur von primären Beta-Zellen des Pankreas und Hepatozyten

Kultivierung und Differenzierung von murinen embryonalen Stammzellen

Herstellung von viralen Expressionsvektoren, Produktion von replikationsdefizienten rekombinanten Viren und Transduktion von Zielzellen

Fluoreszenzmikroskopisches Ca2+-Imaging

Untersuchung von Proteininteraktionen im Yeast und Mammalian Two-Hybrid-System

Detektion von freien Sauerstoffradikalen

Untersuchung apoptotischer Signalkaskaden

Verwendung von Fluoreszenzprotein-basierten Biosensoren zur Analyse von intrazellulären Metaboliten und Stoffwechselvorgängen

Literatur:

Siehe Vorlesung

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM P 04 „Biophysikalische Chemie“ (Biophysical Chemistry)

Modul-Nr.:

BCM P 04

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Biophysikalische Chemie (2 SWS)

Ü Biophysikalische Chemie (1 SWS)

P Biophysikalische Chemie (7 SWS)

Semesterlage WS

Verantwortlich Prof. Dr. D.J. Manstein

Ansprechpartner/in Prof. Dr. U. Curth

Dozenten Chizhov, Curth, Fedorov, Hennig, Manstein, Preller, Reubold, Taft, Tsiavaliaris

Sprache Deutsch; Englisch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte/Arbeitsaufwand 12 LP /360 h

Eingangsvoraussetzungen: Keine

Studienleistungen Übungsaufgaben, Versuchsprotokolle

Prüfungsleistungen Klausur (3 h)

Medienformen PowerPoint-Präsentationen, Handouts zu den Vorlesungen, Originalartikel im PDF-Format, Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen, Laborexperimente

Vorlesung / Übung Biophysikalische Chemie (BCM P 04)

Lernziel:

Die Studierenden können die physikalischen und chemischen Vorgänge, die das dynamische Verhalten von biologischen Makromolekülen bestimmen, beschreiben und interpretieren. Sie können verschiedene Methoden, die sich zur biophysikalischen Charakterisierung von Makromolekülen eignen, erklären. Durch die zugehörigen Übungen vertiefen die Teilnehmer das Verständnis, können konkrete Fragestellungen lösen und sind in der Lage ihre Ergebnisse darzustellen.

Inhalte:

Biochemische Wechselwirkungen: Thermodynamik und Kinetik biochemischer Reaktionen und Prozesse

Spektroskopische Methoden: (A) UV/VIS-Spektroskopie; (B) Chiroptische Methoden; (C) Fluoreszenzspektroskopie und Einzelmolekül-Mikroskopie (Fluoreszenzdepolarisation, FLIM, FRET, FCS, Photobleichverfahren, FRAP), (D) Streuung elektromagnetischer Wellen (DLS, SLS, SAXS, Röntgenstrukturanalyse)

Thermisch-kalorische Messverfahren: Differenzscanningkalorimetrie (DSC), Isothermale Titrationskalorimetrie (ITC)

Hydrodynamische Methoden: Viskosimetrie, Ultrazentrifugation

Literatur:

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, 2005

I. N.Serdyuk, N.R. Zaccai & J. Zaccai, Methods in Molecular Biophysics, Cambridge University Press, 2007

B. Rupp, Biomolecular Crystallography, Garland Science, New York, 2010

J. R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, Springer, New York, 2006

Weitere Literatur wird im Kurs angegeben

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Praktikum Biophysikalische Chemie (BCM P 04)

Lernziele:

Die Teilnehmer können die in der Vorlesung „Biophysikalische Chemie“ erworbenen theoretischen Kenntnisse der Grundlagen der biophysikalischen Chemie im Experiment anwenden. Sie können Daten eigenständig erfassen und analysieren und die Ergebnisse mit der Literatur vergleichen. Die Studierenden können entscheiden, welche biophysikalischen Methoden geeignet sind, unterschiedliche Fragestellungen anzugehen. Sie sind in der Lage, entsprechende Experimente zu planen, durchzuführen und zu beurteilen.

Inhalte

Prinzipien der Proteindynamik, Wechselwirkungen zwischen Makromolekülen, Protein-Ligand Wechselwirkungen

Transiente Enzymkinetik: Stopped-flow

Relaxationskinetik

In vitro Fluoreszenzmikroskopie an aufgereinigten Proteinen

Röntgenstrukturanalyse

Analytische Ultrazentrifugation

Literatur:

Siehe Vorlesung

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM P 05 „Master-Arbeit“

Studiengang Master-Studiengang

Biochemie

Modul-Nr:

BCM P 05

Modulbezeichnung Master-Arbeit

Art der Lehrveranstaltung / SWS Projektarbeit

Semester SS / 4. Semester

Verantwortlicher N.N

Dozenten N.N

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 30 LP / 900 h

Zulassungsvoraussetzungen 75 LP

Studienleistungen Protokoll

Prüfungsleistungen Master-Arbeit, Vortrag

Medienformen: Themenrelevante Primärliteratur

Master-Arbeit (BCM P 05)

Lernziele:

Selbständige Planung und Durchführung einer wissenschaftlichen Arbeit.

Inhalte:

Thematik aus aktuellem, biochemisch relevanten Bereich der Naturwissenschaften

Literatur:

Themenspezifisch

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 01 „Mathematik für Biochemiker“ (Mathematics for biochemists)

Modul-Nr.:

BCM WP 01

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Mathematik für Biochemiker (2 SWS)

S Mathematik für Biochemiker (1 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Wintersemester

Verantwortlich Prof. Dr. D. Manstein

Ansprechpartner/in Dr. J. Greipel

Dozenten Fedorov, Greipel

Sprache Deutsch / Englisch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 4 LP / 120 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Übungen

Prüfungsleistungen Klausur (60 min)

Medienformen Übungsaufgaben

Vorlesung / Seminar Mathematik für Biochemiker (BCM WP 01)

Lernziele:

Die Studierenden können grundlegende mathematische Techniken interpretieren und anwenden, die bei der Lösung biophysikalischer und strukturbiologischer Probleme verwendet werden.

Inhalte:

Statistische Methoden

Lineare Algebra

Grundlagen der Gruppentheorie

Numerische Methoden (Integration, Datenanpassung, ...)

Transformationen (Fourier, Regularisierungen, …)

Literatur:

H.G. Zachmann, Mathematik für Chemiker,1994

Erwin Kreyszig, Statistische Methoden und ihre Anwendungen, 1991.

Weitere Literatur wird im Kurs angegeben

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 02 „Strukturbiologie“ (Structural biology)

Modul-Nr: BCM WP 02

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Strukturbiologie (2 SWS)

P Strukturbiologie (3 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Sommersemester

Verantwortlich Prof. Dr. D. Manstein

Ansprechpartner/in Dr. S. Eschenburg

Dozenten Mitarbeiter/innen Institut für Biophysikalische Chemie

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Biomedizin (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 6 LP / 180 h

Eingangangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Übungen, Praktikum

Prüfungsleistungen Klausur (60 min)

Medienformen Übungsaufgaben

Vorlesung Strukturbiologie (BCM WP 02)

Lernziele:

Die Studenten erwerben grundlegendes Verständnis von Struktur-Funktionsbeziehungen in biologischen Makromolekülen und sind dadurch in der Lage, Literaturdaten zu verstehen, zu interpretieren und zu präsentieren

Inhalte:

Strukturbiologie - Bestimmung der Struktur von Makromolekülen und ihren Komplexen

Literatur:

C. R. Cantor, P. R. Schimmel, Biophysical Chemistry II; Freeman, San Fransisco, 1980

K. E. Van Holde, W. C. Johnson, P. S. Ho, Principles of Physical Biochemistry, Prentice-Hall, 1998

Gale Rhodes Crystallography made crystal clear, AP 2000

Weitere Literatur wird im Kurs angegeben

Praktikum Strukturbiologie (BCM WP 02)

Lernziele:

Die Studenten erwerben grundlegendes Verständnis von Struktur-Funktionsbeziehungen in biologischen Makromolekülen und wenden die in der Vorlesung vermittelten Konzepte an.

Inhalte:

Streutechniken: Röntgen- und Neutronenkleinwinkelstreuung, Einkristallstrukturanalyse

(B) IR-, Ramanspektroskopie, NMR-Spektroskopie, Theoretische Betrachtung dynamischer Prozesse

Literatur:

Siehe Vorlesung

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 03 „Biomembranes“ (Biomembranes)

Modul-Nr.: BCB WP 03

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Biomembranes (1 SWS)

S Biomembranes (1 SWS)

P Biomembranes (3 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Sommersemester

Verantwortlich Dr. H. Bakker

Ansprechpartner/in Dr. H. Bakker

Dozenten Bakker, Routier und Mitarbeiter Abteilung Klinische Biochemie

Sprache Englisch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Biomedizin (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 6 LP / 180 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Vorlesungsbesuch, Versuchsprotokolle, Seminarvortrag

Prüfungsleistungen Mündliche Prüfung

Medienformen

Powerpoint-Präsentation,

Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen

Vorlesung Biomembranes (BCM WP 03)

Lernziele:

Die Studenten erwerben grundlegende Kenntnisse über den Aufbau und Funktion von Biomembranen und sind dadurch in der Lage Literaturdaten zu verstehen, interpretieren und präsentieren.

Inhalte: Physico-chemische Eigenschaften der Membranbausteine Biosynthese von Membranbausteinen Organisation von Membranen Transport durch Membranen Intrazellulärer Vesikeltransport Spezialisierte Membranen und Membranbereiche Pathophysiologie der Auf- und Abbau Prozesse biologischer Membranen

Literatur: B. Alberts et al.: Molecular biology of the cell

H. Lodish et al.: Molecular cell biology Aktuelle Fachliteratur

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Praktikum Biomembranes (BCM WP 03) Lernziele:

Die Studenten lernen methodische Anwendungen im Bereich Biomembranforschung kennen und Experimente zu planen und ausführen. Die Teilnehmer können Versuchsdaten interpretieren und verstehen..

Inhalte:

Allgemeine Techniken

Dünnschichtchromatographie

Chromatographische Verfahren

Solubilisationsmethoden

Ultraschall

Dichtegradientenzentrifugation

Subzelluläre Fraktionierungen

Immunologische Methoden.

Spezielle Techniken

Herstellung artifizieller Membranen (Membranvesikel, Liposomen)

Assays mit membrangebundenen Enzymen

Differenzielle Solubilisierungsverfahren

Differenzielle Öffnung von Biomembranen

Immunfärbungen auf den Dünnschichtplatten

Mikroskopische Verfahren

Massenspektroskopische Verfahren

Literatur:

Siehe Vorlesung

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 04 „Systemische Regelkreise“ (Systemic regulation cycles)

Modul-Nr.: BCM WP 04

Art der Lehrveranstaltung / SWS S Systemische Regelkreise (2 SWS)

P Systemische Regelkreise (3 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Wintersemester

Verantwortlich Prof. Dr. R. Gerardy-Schahn

Ansprechpartner/in PD Dr. S. Lortz

Dozenten Gerardy-Schahn, Elsner, Mitarbeiter der Abteilung Klinische Biochemie

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 6 LP / 180 h

Eingangsvoraussetzungen Erfolgreiches Absolvieren mindestens eines der folgenden Module:

Glykobiochemie, Molekulare Mechanismen der Pathobiochemie, Biochemie der Signalübertragung und -verarbeitung

Studienleistungen Praktikumsteilnahme, Versuchsprotokolle; Seminarvortrag

Prüfungsleistungen Mündliche Prüfung

Medienformen

Handouts zu den Vorlesungen,

Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen

Vorlesung Systemische Regelkreise (BCM WP 04)

Lernziele:

Die Studierenden verfügen über Kenntnisse der Regulation und Organisation zellulärer und systemischer Informationssysteme, sowie ihrer Analyse mittels high contents Analysen oder Methoden der Systembiologie.

Inhalte:

-omics Methoden, Aufbau informativer Gradienten, Hormonelle Regelkreise, Neuronale Regulation, Metabolisch gesteuerte Regelkreise, zelluläre Regelkreise zum Erhalt von Zellfunktionalität und als Reaktion auf extrazelluläre Stressoren.

Literatur: B. Alberts et al.: Molecular biology of the cell

J. M. Berg et al.: Biochemistry Aktuelle Fachliteratur

Praktikum Systemische Regelkreise (BCM WP 04)

Lernziele:

Die Studierenden erwerben Kenntnisse von aktuellen Methoden und Verfahren zur Analyse komplexer zellulärer Regelsysteme.

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Inhalte:

Spezielle Techniken

Rezeptorbindungsstudien (radioaktiv/nicht-radioaktiv), Zelldifferenzierung und Zellphänotypisierung, Kultur primärer Zellen, Kultur von Stammzellen, Zelldifferenzierungsstudien, Systemische Darstellung zellulärer Funktionszustände: in situ Hybridisierung; BrdU-Einbau; Darstellung von Leitungsbahnen (DiI-Färbungen, u.a.), Parallelisierbare Analysetechniken (Arrays)1: Transkriptom, Proteom, Glycom Hochauflösende mikroskopische Techniken1 1Geräte stehen an der MHH auf zentralen Plattformen zur Verfügung

Literatur:

Siehe Vorlesung

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 05 „Molekulare Medizin“ (Molecular medicine)

Modul-Nr.: BCM WP 05

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Molekulare Medizin (1 SWS)

S Molekulare Medizin (1 SWS)

P Molekulare Medizin (3 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Sommersemester

Verantwortlich PD Dr. S. Lortz

Ansprechpartner/in PD Dr. S. Lortz

Dozenten Mitarbeiter/innen des Instituts für Klinische Biochemie

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 6 LP / 180 h

Eingangsvoraussetzungen Erfolgreiches Absolvieren mindestens eines der folgenden Module:

Glykobiochemie, Molekulare Mechanismen der Pathobiochemie, Biochemie der Signalübertragung und -verarbeitung

Studienleistungen Praktikumsteilnahme, Versuchsprotokolle, Seminarvortrag

Prüfungsleistungen Mündliche Prüfung

Medienformen

Handouts zu den Vorlesungen,

Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen

Vorlesung und Seminar Molekulare Medizin (BCM WP 05)

Lernziele: Die Studierenden erlangen Kenntnis und Verständnis moderner molekularbiologischer Methoden zur Detektion, Analyse und Therapie von Erkrankungen, insbesondere zell- und gentherapeutische Ansätze. In den begleitenden Seminaren werden aktuelle Forschungsergebnisse in Form von Präsentationen der Studierenden vorgestellt und diskutiert. Dabei wenden Die Modulteilnehmenden ihre theoretischen Kenntnisse an, analysieren die experimentellen Ansätze der vorgestellten Studien/Publikationen und bewerten diese im Zusammenhang mit eigenen Lösungsansätzen und möglichen Alternativen.

Inhalte:

In vitro Expansion und Modifikation somatischer Zellen für die Zellersatztherapie, Stammzellen und deren Differenzierung für die Zellersatztherapie, Verwendung von Vektorsystemen zur somatischen Gentherapie, molekulare Diagnostik, genome editing, Transgene Tiere und deren Generierung, Prinzipien der personalisierten Medizin, Pharmakogenetik

Literatur: B. Alberts et al.: Molecular biology of the cell J. M. Berg et al.: Biochemistry

P. C. Heinrich: Löffler/Petrides: Biochemie und Pathobiochemie

Aktuelle Publikationen

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Praktikum Molekulare Medizin (BCM WP 05)

Lernziele:

Die Studierenden erwerben an Hand von exemplarischen Versuchsansätzen Kenntnisse von modernen molekularbiologischen und biochemischen Arbeitstechniken zur Diagnostik, Analyse und Therapie von Erkrankungen. Insbesondere die Evaluierung von Limitationen einzelner Methoden, die Bewertung von Ergebnissen sowie die Suche nach alternativen Lösungsansätzen werden den Studierenden vermittelt.

Inhalte:

Quantitative Real Time PCR, RIA, ELISA, verschiedene Methoden zur SNP-Analyse, Methoden zur Generierung von replikationsdefizienten, rekombinanten Viren, Transduktion von Zelllinien mittels Adeno-, Retro- und Lentiviren

Literatur:

Siehe Vorlesung

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 06 „Isotopenkurs“

(Training in radioactive isotope handling)

Modul-Nr.:

BCM WP 06

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Isotopen (2 SWS)

P Isotopen (3 SWS) Blockkurs in der vorlesungsfreien Zeit

Dauer / Angebotsturnus Blockveranstaltung / Jährlich

Semesterlage Sommersemester

Verantwortlicher Dr. T. Binz

Ansprechpartner/in Dr. T. Binz

Dozenten Binz, Laaß, Niedenthal und Mitarbeiter/innen des Instituts für

Zellbiochemie, der Klinik für Nuklearmedizin sowie der Stabsstelle

Strahlenschutz und Abteilung Medizinische Physik

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M.Sc.)

Biochemie (B.Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 6 LP / 180 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Praktikumsteilnahme, Protokolle, Klausur (70min)

(Abschlussprüfung zur Erfüllung der gesetzlichen Normen)

Prüfungsleistungen Keine

Medienformen Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen

Vorlesung Isotopenkurs (BCM WP 06)

Lernziele:

Die Studierenden verfügen über theoretische Kenntnisse im Strahlenschutz und über die Verordnung für die

Umsetzung von EURATOM-Richtlinien zum Strahlenschutz. Sie können die Richtlinien zum Strahlenschutz im Rahmen

der erworbenen Fachkundegruppe S4.2 auf Übungsfragestellungen anwenden.

Inhalte: Kernphysikalische Grundlagen, Radioaktivität: Aufbau des Atomkerns, Wechselwirkungen im Atomkern, Kinetik

radioaktiver Zerfälle, Arten radioaktiver Strahlung Natürliche und künstliche Radioaktivität: Radionuklide in der Natur, Gewinnung von Radionukliden im Kernreaktor,

im Teilchenbeschleuniger, durch Kernspaltung, Radiochemie

Messtechnik: Aufbau und Funktionsweise von Strahlungsdetektoren, Zählwirkungsgrad, Korrekturverfahren in der Messtechnik

Strahlenbiologie: Natürliche und zivilisatorische Strahlenbelastung, strahlungsinduzierte Molekülveränderungen und deren quantitative Erfassung, Wirkung von Strahlung auf Lebewesen

Gesetzliche Grundlagen des Strahlenschutzes, Empfehlungen, Richtlinien: Atomgesetz, Strahlenschutzverordnung, Beförderungsvorschriften, Genehmigungen, Anzeigen

Aufgaben und Pflichten des Strahlenschutzbeauftragten: Rechtsstellung, Belehrung, Aufzeichnung, Kennzeichnungspflicht, Überwachung und Kontrollen, Ärztliche Überwachung, Lagerung und Aufbewahrung, Ablieferung radioaktiver Abfälle

Grundlagen des Strahlenschutzes: Dosisbegriffe, Reichweite und Abschirmung von Strahlung

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Strahlenschutz-Messtechnik: Dosisleistungsmessung, Messung von Orts-, Körper-, und Personendosis, Filmdosimeter, Thermo- und Radiolumineszenz, Kontaminationsmessung und Überwachung

Strahlenschutz-Technik: Strahlenschutzbereiche, Abgabe radioaktiver Stoffe an die Umwelt, Materialdekontamination Strahlenschutz-Sicherheit: Medizinische Schutzmaßnahmen, Persönliche Schutzausrüstung, Personendekontamination,

Alarmplanung Verwendung von Radionukliden in Diagnostik und molekular- und zellbiologischer Forschung: Radioimmunoassay,

DNA-Sequenzierung, Kinaseassay, In vitro Transkription/ Translation, Pulse chase, Nuclear run-off/on

Literatur: Gesetz über die friedliche Verwendung der Kernenergie und den Schutz gegen ihre Gefahren (Atomgesetz - AtG) Verordnung für die Umsetzung von EURATOM-Richtlinien zum Strahlenschutz, 2001 K. H. Lieser, Einführung in die Kernchemie, VCH Verlag, 1991 H. Kiefer, W. Koelzer, Strahlen und Strahlenschutz, Springer Verlag, 1986

Praktikum Isotopenkurs (BCM WP 06)

Lernziele:

Die Studierenden verfügen über die Kompetenz, mit offenen Radionukliden in Experimenten zu molekular- und

zellbiologischen Fragestellungen unter Einhaltung der Strahlenschutzverordnung umgehen zu können.

Inhalte:

Analog zur Vorlesung

Literatur:

Analog zur Vorlesung

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BCM WP 07 „Biomineralisation und Biomaterialien“ (Biomineralisation and biominerals)

Modul-Nr. BCM WP 07

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Biomaterialien und Biomineralisation (3 SWS) P Biomaterialien und Biomineralisation (4 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Wintersemester

Verantwortlicher Prof. Dr. P. Behrens

Ansprechpartner/in Prof. Dr. P. Behrens

Dozenten Behrens, Kasper, Scheper, Vogt

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum M.Sc. Material- und Nanochemie M.Sc. Analytik M.Sc. Wirk- und Naturstoffchemie M.Sc. Biochemie M.Sc. Life Science

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 8 LP / 240 h

Eingangsvoraussetzungen keine

Studienleistungen erfolgreiche Durchführung aller vorgegebenen Versuche, erfolgreiche Erstellung der Protokolle zu den Versuchen

Prüfungsleistungen Klausur (2 h) oder mündliche Prüfung (30 min) über die Themengebiete des Moduls

Medienform Tafelanschrieb, Overheadfolien, Powerpoint- Präsentation, Versuchsanleitungen zu den Laborexperimenten

Vorlesung Biomineralisation und Biomaterialien (BCM WP 07):

Lernziele: Die Studierenden sollen wesentliche Kenntnisse über die Wechselwirkungen zwischen polymeren sowie anorganischen Materialien (Keramiken, Metalle) und lebender Materie (Zellen, Gewebe, Körper) erlangen. Dazu gehören einerseits die wesentlichen Prinzipien des strukturellen Aufbaus von Biomineralen und der Prozesse, die zu deren hierarchischen Strukturen führen, sowie der Zusammenhang zu ihren Funktionen. Zum anderen sollen sie die wesentlichen Voraussetzungen für den Einsatz von Materialien im biologischen Kontakt beschreiben können (Material-Zell-, Material-Gewebe-Interaktionen) und Anwendungsgebiete für verschiedene Biomaterialien kennen. Die Studierenden sollen moderne Anwendungen von Biomaterialien (Tissue Engineering, Stem Cell Engineering) kennen lernen. Gesundheitliche Gefahren, die von Nanoteilchen ausgehen, sollen erkannt werden. Analysemethoden, die speziell auf die Charakterisierung von Festkörpern im Kontakt mit biologischen Stoffen sowie auf deren Grenzflächen ausgerichtet sind, sollen in Theorie und Praxis beherrscht werden.

Inhalte: Die typische hierarchische Strukturierung von Biomineralen, ihr Charakter als bioorganisch-anorganische Kompositstrukturen, die Strukturen an den Grenzflächen sowie generelle Mechanismen der Biomineralisation werden abgehandelt. Biominerale ausgewählter Substanzklassen (Calciumcarbonat, Calciumphosphat, Eisenoxide, Siliciumdioxid) werden hinsichtlich Struktur, Eigenschaften und Funktion vorgestellt. Grundlegende Aspekte des Einsatzes von Biomaterialien werden erläutert. Polymere, anorganische Keramikwerkstoffe und Metalle werden als typische Klassen von dauerhaften oder resorbierbaren Biomaterialien vorgestellt. Besonderes Augenmerk gilt der Grenzfläche zwischen Biomaterial und bioorganischen Molekülen bzw. biologischen Strukturen (Zellen, Gewebe, Körper). Physikalische, chemische, biochemische und biologische Modifikationen von Biomaterialien werden behandelt. Der Einsatz von Biomaterialien für das Tissue und das Stem Cell Engineering sowie die gesundheitlichen Gefahren von Festkörpern und Nanoteilchen im Körperkontakt werden diskutiert. Die spezifischen Problemstellungen bei analytischen Untersuchungen an Biomineralen und Biomaterialien

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(Probenpräparation, Analyse von Makromolekülen, Analytik von Grenzflächen) werden diskutiert. Spezielle analytische Methoden wie die Mikroskopie im μm-Bereich mit Photonen (Raman, IR, UV, Röntgen) und Ionen werden vorgestellt. Besonderes Augenmerk gilt der Analytik von Gewebeproben und der gezielten Bestimmung der mineralischen Bestandteile und von Spurenelementen.

Literatur: • M. Epple: Biomaterialien und Biomineralisation, Teubner, 2003,

• S. Mann: Biomineralization, Oxford 2001,

• B. Ratner u.a.: Biomaterials Science

Praktikum Biomineralisation und Biomaterialien (BCM WP 07):

Lernziele: Die Studierenden sollen die Präparation von biologischen, Festkörper enthaltenden Proben am Beispiel von Biomineralen erlernen und an diesen Präparaten eigenständig analytische Untersuchungen durchführen. Sie sollen Biomaterialien selber herstellen und geeigneten Testverfahren unterziehen können.

Inhalte: Die Versuche dienen einerseits dem Erwerb grundlegender Kenntnisse im Umgang mit biologischen, Festkörper enthaltenden Proben sowie deren analytischer Charakterisierung. Zum anderen sollen Biomaterialien selber hergestellt werden und unter verschiedenen Gesichtspunkten getestet werden. Dazu gehört auch der Erwerb grundlegender praktischer Kenntnisse im Bereich von Zellkulturtechniken.

• Aufarbeitung und Charakterisierung von Reisspelzen, Eierschalen, Zähnen oder Knochen: Erprobung verschiedenerPräparationsverfahren (Entfernung organischer Komponenten durch enzymatischen oder chemisch-oxidativen Abbau;Entfernung anorganischer Komponenten durch Ausnutzung selektiver Löslichkeiten); Charakterisierung der Probendurch verschiedene Methoden (Thermoanalyse, Mikroskopie, Elektronenmikroskopie, IR-Spektroskopie,Röntgenkleinwinkelstreuung, elementanalytische Verfahren).

• Untersuchungen zum Einbau von Enzymen in anorganische Matrices (z.B. Kieselgel). Durchführung vonAktivitätstests.

• Kristallisation von Calciumcarbonat in Gegenwart von Biomolekülen; Untersuchung der Auswirkung auf dieKristallmorphologie

• Synthese von Chitosan-Apatit-Compositen als Beispiel für ein Komposit-Biomaterial. Charakterisierung mittelsRöntgen-Pulverbeugung und Rasterelektronenmikroskopie. Untersuchung der Reaktion in Simulated Body Fluid.

• Methoden der mechanischen Testung

• Ortsaufgelöste Analytik von biologischen Proben

• Zellkulturtechniken

Literatur: Versuchsbeschreibungen und weiterführende Literaturstellen werden bei den Versuchen angegeben.

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BCM WP 08 „Bioprozesstechnik 1 für Biochemiker“ Zellkulturtechnik und Downstream Processing (Bioprocess engineering 1)

Modul-Nr.: BCM WP 08

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Bioprozesstechnik 1 für Biochemiker (1 SWS)

Ü Bioprozesstechnik 1 für Biochemiker (1 SWS)

P Bioprozesstechnik 1 für Biochemiker (3 SWS)

Dauer / Angebotsturnus Blockveranstaltung / Jährlich

Semesterlage Sommersemester

Verantwortlicher Prof. Dr. T. Scheper

Ansprechpartner/in Dr. F. Stahl

Dozenten Scheper, Stahl, Kasper

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Life Science (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 6 LP / 180 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Erfolgreich abgeschlossene Experimente mit Protokoll

Prüfungsleistungen Keine

Medienformen Tafelanschrieb, Overheadfolien, Skripte zu den Praktikumsaufgaben, Laborexperimente, Aktuelle Literaturstellen

Vorlesung und Übung Bioprozesstechnik I für Biochemiker (BCM WP 08)

Lernziele:

Verständnis für spezielle Anwendungen der Zellkulturtechnik: Strategie der Aufarbeitung biotechnologischer Produkte, Reaktor/Prozessauslegung im Sinne der Prozessintegration, Sustainable Development

Inhalte:

• Trenntechniken (Corss-Flow-, Ultrafiltration, Solventtechniken, Ionenaustauschermembranen, Chromatographie,Moving Bed Technology)

• Sterilkulturen

• Vergleich aerobe/anaerobe Kultivierung

• Festbettreaktoren zur Biokatalyse

• Zellimmobilisierung

• Ganzzellbiotransformationen

• Prozessintegration

• Prozessbeispiele

• Sustainable Development im Sinne der Prozessintegration (ökologische Effekte der Biotechnologie)

• Ökobilanzierung

Literatur:

• Advances in Biochemical Engineering Biotechnology; Biotransformations; Springer Verlag

• Schügerl; Solvent Extraction in Biotechnology; Springer Verlag

• Cheryan; Ultrafiltration and Microfiltration Handbook; Technomic Publishing Co

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Praktikum Bioprozesstechnik I für Biochemiker (BCM WP 08)

Lernziele:

Einsatz bioanalytischer Systeme zur Beschreibung des komplexen Reaktionsgeschehens in biotechnologischen Prozessen

Inhalte:

• Trenntechniken (Corss-Flow-, Ultrafiltration, Solventtechniken, Ionenaustauschermembranen, Chromatographie,Moving Bed Technology)

• Sterilkulturen

• Vergleich aerobe/anaerobe Kultivierung

• Festbettreaktoren zur Biokatalyse

• Zellimmobilisierung

• Ganzzellbiotransformationen

• Prozessintegration

• Prozessbeispiele

• Sustainable Development im Sinne der Prozessintegration (ökologische Effekte der Biotechnologie)

• Ökobilanzierung

Literatur:

• Advances in Biochemical Engineering Biotechnology; Biotransformations; Springer Verlag

• Schügerl; Solvent Extraction in Biotechnology; Springer Verlag

• Cheryan; Ultrafiltration and Microfiltration Handbook; Technomic Publishing Co.

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BCM WP 09 „Bioprozesstechnik 2 für Biochemiker“ DNA-Chiptechnologie und 2D-Gelelektrophorese (Bioprocess engineering 2)

Modul-Nr.: BCM WP 09

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Bioprozesstechnik 2 für Biochemiker (1 SWS)

Ü Bioprozesstechnik 2 für Biochemiker (1 SWS)

P Bioprozesstechnik 2 für Biochemiker (3 SWS)

Dauer / Angebotsturnus Blockveranstaltung / Jährlich

Semesterlage Sommersemester

Verantwortlicher Prof. Dr. T. Scheper

Ansprechpartner/in Dr. F. Stahl

Dozenten Scheper, Hitzmann, Stahl, Kasper

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Life Science (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 6 LP / 180 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Erfolgreicher Abschluß von Experimenten mit Protokollen

Prüfungsleistungen Keine

Medienformen Skripte zu den Praktikumsaufgaben, Aktuelle Literaturstellen

Vorlesung und Übung Bioprozesstechnik II für Biochemiker (BCM WP 09)

Lernziele:

Einsatz bioanalytischer Systeme zur Beschreibung des komplexen Reaktionsgeschehens in biotechnologischen Prozessen.

Inhalte:

High-Throughput Screening (Voraussetzungen, Ziele, Einsatzbeispiele), Transkriptionsprofiling, DNA-Chip-Technologie, RT-PCR, Prozessanalytik zellinterer Größen, Spezielle optische Chemo- und Biosensorik, Softsensoren, Beobachter, Analyse und Interpretation von Messdaten (Chemometrie), Analytik der Gasphase einschließlich MS und Schnellverfahren, Elektrochemische Aktivitätssensoren, Proteomanalyse, Proteincharakterisierung

Literatur:

• H. Naumer & W. Heller, Untersuchungsmethoden in der Chemie, Thieme, Stuttgart• F. Lottspeich, J.W. Engels (Hrsg.): Bioanalytik; Spektrum Akademischer Verlag

Praktikum Bioprozesstechnik II für Biochemiker: DNA-Chiptechnologie und 2D-gelelektrophorese (BCM WP 09)

Lernziele:

Beherrschung der obengenannten Inhalte, Erfolgreich abgeschlossene Experimente mit Protokoll

Inhalte:

High-Throughput Screening (Voraussetzungen, Ziele, Einsatzbeispiele), Transkriptionsprofiling, DNA-Chip-Technologie

RT-PCR, Prozessanalytik zellinterer Größen, Spezielle optische Chemo- und Biosensorik, Softsensoren, Beobachter, Analyse und Interpretation von Messdaten (Chemometrie), Analytik der Gasphase einschließlich MS und Schnellverfahren, Elektrochemische Aktivitätssensoren, Proteomanalyse, Proteincharakterisierung

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 10 „Molekularbiologie“ (Molecular Biology)

Modul-Nr.:

BCM WP 10

Art der Lehrveranstaltung / SWS Vorlesung (2 SWS),

Seminar/Tutorium (1 SWS)

Praktikum (3 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich – Blockveranstaltung / Jährlich

Semesterlage Wintersemester

Verantwortlich Prof. Dr. Gossler, A.

Ansprechpartner/in Prof. Dr. Gossler, A.

Dozenten Gossler, A., Kispert, A., Serth, K., Trowe, M.-O.

Sprache Deutsch, Englisch (Primärliteratur, Handouts)

Zuordnung zum Curriculum M. Sc. Biomedizin

M. Sc. Biochemie

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 7 LP / 210 Std.

Eingangsvoraussetzungen Grundkenntnisse in Zell- und Molekularbiologie

Studienleistungen Regelmäßige Teilnahme, Referat, Versuchstestat

Prüfungsleistungen Klausur (90 Min.)

Medienformen Handouts zu den Vorlesungen (PDF Dateien), Internet, Original-publikationen, Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen

Vorlesung

Lernziele: Die Studierenden verfügen nach Besuch der Vorlesung über solide Kenntnisse grundlegender molekularer Mechanismen der Genregulation und Signalübertragung und ihrer Bedeutung. Sie kennen und verstehen wesentliche molekularbiologische und genetische Methoden, die für die Analyse dieser Prozesse zur Verfügung stehen.

Sie sind mit den Prinzipien der gezielten Mutagenese und der Transgenese sowie dem Aufbau der dafür notwendigen Konstrukte vertraut, und kennen wichtige Verfahren um die Funktion von Genen und ihre Regulation auf zellulärem Niveau in vitro und auf organismischem Niveau in vivo zu analysieren.

Zudem beherrschen die Studierenden grundlegende molekulare Arbeitstechniken und kennen deren praktische Anwendung.

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Inhalte: Regulation der Genexpression

Chromatinstruktur und -dynamik,

Transkriptionskontrolle (Promotoren , Enhancer), Transkriptionskomplexe

Transkriptionsfaktoren (Aufbau, Familien und Funktionen),

posttranskriptionelle Genregulation, Modifikation von mRNA, regulatorische RNAs

Zell-Zell-Kommunikation und Signalübertragung

Allgemeine Prinzipien und Komponenten der Signalübertragung

Analyse von Signalübertragungswegen

Spezifische Signalwege (FGF, Ephrine, TGFb, Hedgehog, Wnt, Notch, NFxB etc.)

Mechanismen der intrazellulären Signalweiterleitung

Signalübertragung und Genregulation

Zilien und Signalübertragung, Planare Zellpolarität

Molekularbiologische Methoden zur Analyse und Manipulation von DNA, RNA und Proteinen

molekularbiologische Werkzeuge (Vektorsysteme, Enzyme)

Grundlagen der Klonierung und Genexpression

Recombineering

Nachweis und Analyse von DNA, RNA und Proteinen

DNA-Protein-Interaktionen

Methoden zur Funktionellen Genanalyse

Prinzip der Transgenese, Vektoraufbau

binäre transgene Systeme, dominant negative Ansätze

Gene targeting, Prinzip, Vektoren, Nachweis

Zinkfinger Proteine, TALENs, CRISPR/CAS

Knock-downs (siRNA, miRNA, morpholinos)

Literatur:

ausgewählte Kapitel aus Alberts: Molecular Biology of the Cell; Lodish: Molecular Cell Biology; Knippers: Molekulare Genetik

Seminar / Praktikum etc.

Lernziele:

Die Studierenden verfügen nach Besuch des Praktikums über Kenntnisse und praktische Erfahrungen im Umgang mit grundlegenden molekularbiologischen Arbeitstechniken: exemplarischer Nachweis von RNA, DNA und Proteinen, Klonierung

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Inhalte:

Klonierung

o Aufreinigung von Plasmid DNA

o Restriktionsverdau, Auftrennung und Isolierung von DNA Fragmenten

o Vektorbehandlung, Ligation und Transformation kompetenter Bakterien (verschiedene Parameter)

Restriktionskartierung

Nachweis von spezifischen DNA Fragmenten

o Restriktionsverdau, Auftrennung und Isolierung von DNA Fragmenten

o DNA Transfer auf Membranen, nicht radioaktive Markierung von DNA

o Hybrisisierung und Nachweis durch Antikörper

Nachweis von spezifischer mRNA

o nicht radioaktive Markierung von RNA (in-vitro Transkription)

o in-situ Hybridisierung (Ganzpräparat; verschiedene Parameter)

Expression und Nachweis rekombinanter Proteine in Bakterien

o Induktion (verschiedene Parameter)

o SDS PAGE

o Western blot Analyse

Literatur:

Praktikumsskript

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 11 „Immunologie“ (Immunology)

Modul-Nr.: BCM WP 11

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Immunologie (2,5 SWS)

P Immunologie (3 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Wintersemester

Verantwortlicher Prof. Dr. R. Förster

Ansprechpartner/in Dr. G. Bernhardt

Dozenten Behrens, Bernhardt, Falk, Förster, Hardtke-Wollenski, Lochner, Prinz, Schwinzer, Weiß

Sprache Deutsch, Englisch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 7 LP / 180 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Teilnahme an Vorlesung und Praktikum, Praktikumsprotokolle

Prüfungsleistungen Klausur (120 min)

Medienformen Powerpoint Präsentationen, Praktikumsanleitungen,

Vorlesung Grundlagen der Immunologie (BCM WP 11)

Lernziele: Die Studierenden kennen nach Besuch der Vorlesung den Aufbau, die wichtigsten Komponenten und Wirkweisen des Immunsystems von Säugern. Die Studierenden wissen, wie diese Komponenten ineinander greifen, um ein funktionierendes Immunsystem im Gesamtorganismus aufrecht zu erhalten und verfügen dabei zum Teil auch über neueste Erkenntnisse der Forschung.

Die Studierenden erwerben damit die Kompetenz, zentrale Konzepte wie auch aktuelle Forschungsergebnisse auf dem Gebiet der Immunologie richtig zu erfassen und zu interpretieren. Dies wird auch anhand von Fallbeispielen pathologischer Defekte und Fehlsteuerungen des Immunsystems verdeutlicht und trainiert. Die Studierenden sind nach dem Besuch der Vorlesung auch auf das Praktikum vorbereitet, indem sie in die theoretischen Grundlagen und Anwendungsmöglichkeiten immunologischer Untersuchungstechniken kennen, die im Praktikum zum Teil zum Einsatz kommen.

Inhalte: Einführung in die grundlegenden Konzepte und Abläufe in der Immunologie Angeborene Immunität Antigenerkennung durch B- und T-Zellrezeptoren Die Erzeugung von Rezeptorvielfalt bei B- und T-Zellrezeptoren Antigenpräsentation Entwicklung von Lymphozyten in den primären lymphatischen Organen Adaptive T-Zell vermittelte Immunantwort Adaptive B-Zell vermittelte, humorale Immunantwort Die Grenzen der Immunantwort

Fehlgeleitete Immunantwort: Allergie, Hypersensitivität und Autoimmunität

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Literatur:

Lehrbuch „Janeway`s Immunobiology“ by Murphy, Kenneth P., Garland Science Publ.,8th edition (englisch). Fachpublikationen aus führenden Wissenschaftsjournalen (englisch).

Praktikum Immunologische Standardtechniken (BCM WP 11)

Lernziele:

Die Studierenden kennen bestimmte Standard-Methoden und -versuche der Immunologie unter Verwendung von aus Mäusen gewonnenem Material und können diese selbständig durchführen sowie die erzielten Ergebnisse kritisch begutachten. Durch die zuvor vermittelten Vorlesungsinhalte und ein Skript sind die Studierenden in die Lage, experimentelle Abläufe zu organisieren und zu planen. Die Studierenden lernen im direkten experimentellen Umgang die Möglichkeiten aber auch Limitationen der eingesetzten Arbeitstechniken und geplanten Versuchsabläufe kennen. Die theoretischen Kenntnisse, die praktikumsbegleitende Betreuung und praktischen Erfahrungen bilden die Grundlagen, dass die Studierenden ein Protokoll anfertigen können, das nicht nur den exakten Ablauf und die Ergebnisse der Versuche beschreibt, sondern auch eine wissenschaftlich korrekte Diskussion enthält. Damit erwerben die Studierenden die Kompetenz, ihre Versuchsdurchführungen und Ergebnisse kritisch zu hinterfragen und sie in einen adäquaten theoretischen Rahmen zu stellen, womit wesentliche Prozesse durchlaufen werden, die die Grundvoraussetzung wissenschaftlichen Arbeitens und Publizierens sind.

Inhalte: Gewinnung von Immunzellen aus Blut und sekundären lymphatischen Organen der Maus Analyse der Immunzelltypen mittels Durchflusszytometrie Bestimmung von Immunglobulintitern im Serum von Mäusen mittels ELISA Adoptiver T-Zelltransfer T-Zellproliferation in vivo und in vitro nach Stimulierung bzw. Immunisierung

Begleitende Seminarveranstaltungen zu den Versuchsthemen

Literatur:

Lehrbuch „Janeway`s Immunobiology“ by Murphy, Kenneth P., Garland Science Publ. Praktikumsanleitung

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 15 „Pharmakologie und Toxikologie“ (Pharmacology and toxicology)

Modul-Nr.: BCM WP 15

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Pharmakologie und Toxikologie (4 SWS)

P/S Pharmakologie und Toxikologie (6 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Sommersemester

Verantwortlicher Prof. Dr. R. Kaever / Prof. Dr. H. Genth

Ansprechpartner/in Prof. Dr. R. Kaever / Prof. Dr. H. Genth

Dozenten Kaever, Seifert, Genth, Gerhard

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M.Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 10 LP / 300 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Anwesenheit, erfolgreiche Versuchsdurchführung und –protokolle Präsentation ausgewählter Literatur

Prüfungsleistungen Mündliche Prüfung

Medienformen: Powerpoint-Präsentation, Tafelbild, Handouts zu den Vorlesungen

Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen, Laborexperimente

Primärliteratur

Vorlesung Pharmakologie und Toxikologie (BCM WP 15)

Lernziele:

Die Studierenden verfügen über theoretische Kenntnisse von Arzneimittelwirkungen und der toxischen Wirkungen von Stoffen.

Inhalte: Einführung in die Pharmakologie, Pharmakokinetik, Pharmakodynamik, cholinerges, dopaminerges und adrenerges System, Histamin/Serotonin, NO/cGMP, Analgetika, Antiallergika, Antibiotika, Antidepressiva und Sedativa, Antidiabetika, Antihypertensiva, Antiphlogistika, Lipidsenker, Schilddrüsen-Pharmaka, Virustatika

Einführung in die Toxikologie, Toxikologie verschiedener Stoffgruppen wie Pestizide, Metalle, Gase, Alkohol und Missbrauchsubstanzen sowie natürliche Gifte aus Pflanzen und Bakterien

Mechanismen der Toxikologie: Organtoxikologie und Kanzerogenese, toxikologische Bewertung von Gefahrstoffen (Regulatorische Toxikologie)

Literatur:

Mutschler/Geisslinger/Kroemer/Menzel/Ruth: Arzneimittelwirkungen, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart Aktories/Förstermann/Hofmann/Starke: Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie, Elsevier GmbH,

Urban & Fischer Verlag Dekant/Vamvakas: Toxikologie, Spektrum-Verlag Eisenbrand/Metzler/Hennecke: Toxikologie, Wiley-VCH

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Praktikum + Seminar Pharmakologie und Toxikologie (BCM WP 15)

Lernziele:

Die Teilnehmer wenden die in der Vorlesung „Pharmakologie und Toxikologie“ erworbenen theoretischen Kenntnisse selbständig an. Die Studierenden können Versuchsabläufe planen und unter Berücksichtigung der vorhandenen Resourcen innerhalb eines Zeitkorridors organisieren. Sie können die erhaltenen Ergebnisse eigenständig analysieren und darstellen. Unter Einbezug der Literatur sind die Teilnehmer des Praktikums in der Lage, die Versuchsdaten kritisch zu beurteilen und weiterführende Fragestellungen in der pharmakologischen und toxikologischen Forschung zu entwickeln.

Im Rahmen des Literaturseminars können die Teilnehmer Literatur zu ausgewählten pharmakologischen und toxikologischen Themen präsentieren und bewerten.

Inhalte:

Praktische Pharmakologie, Behandlung von Vergiftungen, Tierorgan-Modell, Proteinbindung von Pharmaka, toxikologische Materialprüfung, Ligandbindungsassay , Fluoreszenzspektroskopie, Massenspektrometrie, ausgewählte Literatur

Literatur:

Mutschler/Geisslinger/Kroemer/Menzel/Ruth: Arzneimittelwirkungen, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart Aktories/Förstermann/Hofmann/Starke: Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie, Elsevier GmbH,

Urban & Fischer Verlag Dekant/Vamvakas: Toxikologie, Spektrum-Verlag Eisenbrand/Metzler/Hennecke: Toxikologie, Wiley-VCH

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 16 „Physiologie / Pathophysiologie“ (Physiology / Pathophysiology)

Modul-Nr.: BCM WP 16

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Physiologie / Pathophysiologie (5,5 SWS)

P/S Physiologie / Pathophysiologie (3,5 SWS)

Dauer / Angebotsturnus Blockveranstaltung / Jährlich

Semesterlage Wintersemester

Verantwortlicher Prof. Dr. Kraft

Ansprechpartner/in Dr. T. Scholz.

Dozenten Brenner und Mitarbeiter/innen

Sprache Deutsch / teilweise Englisch

Zuordnung zum Curriculum MSc. Biochemie

MSc. Biomedizin

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 9 LP / 270 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Anwesenheit, erfolgreiche Versuchsdurchführung und –protokolle

Prüfungsleistungen Klausur (90 min)

Medienformen Folien, Skripte zur Vorlesung, Skripte zum Praktikum

Vorlesung Physiologie / Pathophysiologie (BCM WP 16)

Lernziele:

Die Studierenden erhalten grundlegende und vertiefende Kenntnisse der Physiologie/Pathophysiologie der Zelle bis zur molekularen Physiologie sowie ausgewählter Kapitel der Organ- und Systemphysiologie. Sie entwickeln ein Verständnis physiologischer Zusammenhänge und erwerben Kompetenzen zur Verknüpfung pathophysiologischer Abweichungen und daraus resultierenden krankheitstypischen Symptomen.

Inhalte:

Einführung in Grundprinzipien der zellulären und molekularen Physiologie/Pathophysiologie

(Patho-) Physiologie zellulärer Erregung, Signalaufnahme, -weiterleitung und -verarbeitung (Nerv, ZNS)

Aktuelle Aspekte molekularer Mechanismen zellulärer Erregung

Physiologie/Pathophysiologie von Bewegung und Transport (molekulare Mechanismen von intrazellulärem

Transport und zellulärer Bewegung)

Physiologie/Pathophysiologie des Herz-Kreislaufsystems

Physiologie/Pathophysiologie der Endokrinologie und des Vegetativen Nervensystem

-Physiologie/Pathophysiologie der Atmung und des Salz-Wasser und Säure-Basen-Haushalts (Niere)

Literatur:

Pape, Kurtz, Silbernagl Physiologie; (Thieme)

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Praktikum + Seminar Physiologie / Pathophysiologie (BCM WP 16)

Lernziele:

Die Studierenden sind in der Lage, kleine physiologische Laborprojekte in Gruppen (à 6 Studierende) zu bearbeiten. Sie sind qualifiziert, aktuelle physiologische Forschungsmethoden in biowissenschaftlichen Tätigkeitsbereichen anzuwenden und deren Ergebnisse in den Kontext der vorhandenen physiologischen Kenntnisse einzuordnen.

Inhalte:

ausgewählte Methoden der Physiologie Laborprojekte zur Elektrophysiologie Laborprojekte zur Bewegungsphysiologie

Literatur:

Praktikumsskripte

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 18 „Proteinbiochemie“ (Proteinbiochemistry)

Modul-Nr.: BCM WP 18

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Proteinbiochemie (2 SWS)

P Proteinbiochemie (4 SWS)

Dauer / Angebotsturnus Blockveranstaltung Ende November / Jährlich

Semesterlage Wintersemester

Verantwortlicher Prof. Dr. H. Naim

Ansprechpartner/in Prof. Dr. H. Naim

Dozenten Naim, von Köckritz-Blickwede, Heine, Behrendt

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 6 LP / 180 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Anwesenheit, Versuchsprotokolle

Prüfungsleistungen Mündliche Prüfung

Medienformen PP, Tafelanschrieb, Overheadfolien, Handouts zu den Vorlesungen, Laborexperimente; Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen

Vorlesung Proteinbiochemie (BCM WP 18)

Lernziele: Allg. Bedeutung, Biosynthese, Faltung und Transport von Proteinen in Zellen

Ursachen pathologischer Zustände am Beispiel von Mutanten verschiedener Glykoproteine in genetischen Erkrankungen (Alzheimer, Enzymdefizienzen, lysosomale Speichererkrankungen.

Inhalte: Strukturebenen der Proteine Glykoproteine Proteinbiosynthese Ko- und Postranslationale Prozessierung von Glykoproteinen (u.a. Faltung und Wirkungsweise der Chaperone; N- und

O-Glykosylierung; Proteolyse) Aufbau von Membranen/Membranen der Zellorganellen Protein-Lipidwechselwirkung und Identifizierung von detergenzunlöslichen Membranmikrodomänen („Rafts“) Vesikulärer Transport Endocytose Proteinzielsteuerung Proteinsortierung in polaren Epithelzellen Aufnahme biologischer Substanzen durch die Zellmembran

Literatur: B. Alberts et al.: Molecular biology of the cell J. M. Berg et al.: Biochemistry H. Lodish et al.: Molecular cell biology

Voet, Voet, Pratt: Lehrbuch der Biochemie

F. Lottspeich, J.W. Engels (Hrsg.): Bioanalytik; Spektrum Akademischer Verlag

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Praktikum Proteinbiochemie (BCM WP 18)

Lernziele:

Proteinbiochemische und molekularbiologische Arbeitstechniken, Auswertung von Versuchsdaten

Inhalte: Isolierung eines Gens / cDNA durch RT-PCR Klonierung der DNA in einen eukaryontischen Expressionsvektor Transfektion eukaryontischer Zellen durch chemische und mechanische Methoden Untersuchungen zum Glykosylierungs- und Faltungszustandes des Proteins Nachweis von Proteinen durch Western-Blot und Konfokale Lasermikroskopie

Literatur: B. Alberts et al.: Molecular biology of the cell J. M. Berg et al.: Biochemistry

H. Lodish et al.: Molecular cell biology Voet, Voet, Pratt: Lehrbuch der Biochemie

F. Lottspeich, J.W. Engels (Hrsg.): Bioanalytik; Spektrum Akademischer Verlag

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 19a Gentechnische Sicherheit (Biosafety & Biosecurity)

Modul-Nr.: BCM WP 19a

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Gentechnische Sicherheit (2 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Wintersemester

Verantwortlicher Dr. J. Mertsching

Ansprechpartner/in S. Gerstel

Dozenten Alves, Bautsch, Bleich, Dohmen, Maiß, Mertsching

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 2 LP / 60 h

Eingangsvoraussetzungen keine

Studienleistungen regelmäßige Teilnahme, Klausur (45 min)

Prüfungsleistungen keine

Medienformen Computer-Präsentationen, Overheadfolien,

Vorlesung Gentechnische Sicherheit (BCM WP 19a)

Lernziele:

Vertiefung der Inhalte zur Sicherheit bei gentechnischen Arbeiten, Erwerb der staatlichen Anerkennung als Projektleiter nach dem Gentechnikgesetz

Inhalte:

rechtliche Grundlagen und Genehmigungsverfahren nach dem Gentechnikgesetz

Gefährdungsbeurteilung gentechnisch veränderter Organismen

Sicherheitsbewertung gentechnischer Arbeiten in der medizinischen Forschung

technische und organisatorische Anforderungen an den Betrieb gentechnischer Laboratorien der Stufen S1-S3

Literatur:

Eberbach, W., Lange, P., Ronellenfitsch, M.: Recht der Gentechnik und Biomedizin, Loseblatt-Sammlung mit Gentechnikgesetz, Verordnungen, EG-Richtlinien und amtlichen Begründungen, Stellungnahmen von Institutionen, C.F. Müller Verlag Heidelberg (1990) ISBN Grundwerk 3-8114-6050-1, 42

Wilson, D.E., Chosewood, L.C.: Biosafety in Microbiological and Biomedical Laboratories (5th Edition), U.S. Government Printing Office (2009); online kostenfrei: http://www.cdc.gov/biosafety/publications/bmbl5/index.htm

Fleming, D.O., Hunt, D.L.: Biological Safety, Principles and Practices (4th Edition), American Society for Microbiology, Washington, D.C. (2006) ISBN 1-55581-339-9

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 19b „Grundlagen der Versuchstierkunde“ (Laboratory animal science, lecture)

Modul-Nr.: BCM WP 19b

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Grundlagen der Versuchstierkunde (2 SWS)

Dauer / Angebotsturnus Vorlesungsreihe mit 12 Terminen / Semester

Semesterlage Winter- und Sommersemester

Verantwortlicher Prof. A. Bleich

Ansprechpartner/in PD Dr. M. Dorsch, Dr. N. Held

Dozenten Bleich, Dorsch, Glage, Garrels, Held, Ottinger, Otto, Rübensam, Wedekind

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 2 LP / 60 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Regelmäßige Teilnahme, Klausur (60 min)

Prüfungsleistungen Keine

Medienformen Powerpoint-Präsentation, Vorlesungsskript

Vorlesung Versuchstierkunde (BCM WP 19)

Lernziele:

Die Vorlesungsreihe vermittelt die geforderten theoretischen Kenntnisse nach TierSchG §9 und gemäß Anlage 1 der TierSchVersV. Die erfolgreiche Teilnahme ist Voraussetzung für die Teilnahme am praktischen Grundmodul „Tierexperimentelle Techniken“.

Inhalte:

I Grundlagen der Versuchstierkunde: Auflagen des Tierschutzgesetzes für die Durchführung von Tierversuchen Ethik im Tierversuch Biologie der wichtigsten Versuchstierarten Haltungsformen Applikationsmethoden Artgerechtes Töten und Techniken zur Blutgewinnung Gesundheitsüberwachung und Hygienemanagement Anästhesie I: präoperative Versorgung, Anästhesie Anästhesie II: postoperative Versorgung, Schmerzerkennung und –therapie Grundlagen des chirurgischen Arbeitens Planung von Tierversuchen

Literatur: Tierschutzgesetz (http://www.gesetze-im-internet.de/tierschg/); Michael F.W. Festing, Philip Overend: The Design of Animal Experiments, Laboratory Animals Ltd. By Royal Society of Medicine Press Limited 2002, ISBN 1-85315-513-6; L.F.M. Van Zutphen, V. Baumans: Principles of Laboratory Animal Science, Elsevier 2001

ISBN 0-444-50612- 8.

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 19c „Grundmodul: Tierexperimentelle Techniken“ (Laboratory animal science- practical course)

Modul-Nr.: BCM WP 19c

Art der Lehrveranstaltung / SWS P Grundmodul: Tierexperimentelle Techniken (1 SWS)

Dauer / Angebotsturnus Blockveranstaltung / mehrmals pro Semester

Semesterlage Winter- und Sommersemester

Verantwortlicher Prof. A. Bleich

Ansprechpartner/in PD Dr. M. Dorsch, Dr. N. Held

Dozenten Bleich, Dorsch, Glage, Garrels, Held, Ottinger, Otto, Rübensam, Wedekind,

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 1 LP / 30 h

Eingangsvoraussetzungen Erfolgreiche Teilnahme an der Vorlesungsreihe „Grundlagen der Versuchstierkunde“

Studienleistungen Regelmäßige Teilnahme

Prüfungsleistungen Keine

Medienformen Skript, Powerpoint-Präsentation, Demonstrationen in praktischen Übungen, Gruppenarbeit

Praktikum Versuchstierkunde (BCM WP 19c)

Lernziele: Der sachkundige Umgang mit Versuchstieren gem. TierSchG § 9 wird vermittelt. Das Absolvieren der Vorlesungsreihe und des 2-tägigen Grundmoduls „Tierexperimentelle Techniken“ versetzt die Teilnehmer/innen in die Lage, einfache Eingriffe an kleinen Versuchstieren sachverständig durchführen zu können. Weiterhin vermittelt die Vorlesungsreihe zusammen mit dem Grundmodul eine Grundlage zur gesellschaftspolitischen Bewertung der Verwendung von Tieren in der Forschung. Die oben beschriebenen Veranstaltungen qualifizieren für Berufsfelder, in denen tierexperimentelle Arbeiten oder das Töten von Tieren zum Zwecke der Gewebeentnahme Bestandteil sind. Vertiefend können Aufbaumodule belegt werden. Das Grundmodul Tierexperimentelle Techniken entspricht dem Consensus-Papier der “National Competent Authorities for the implementation 2010/63EU on the protection of animals used for scientific purposes. A working document on the development of a common education and training framework to fulfill the requirements under the directive. Replacing consensus document of 18-19 September2013 (Brussels, 19-20 February 2014)”. Nach erfolgreicher Teilnahme an der Vorlesungsreihe und dem Grundmodul erhalten die Teilnehmer/innen ein Zertifikat mit dem sie bei den zuständigen Behörden eine Ausnahmegenehmigung nach §9 des TierSchG beantragen können.

Inhalte: Grundmodul: Tierexperimentelle Techniken

- Propädeutik im Umgang mit Versuchstieren - Dokumentation - Methoden zur Blutentnahme bei kleinen Versuchstieren - Tierschutz- und tierartgerechtes Töten von Versuchstieren - Präparation der Bauch- und Brusthöhle der Ratte - Narkose bei kleinen Versuchstieren - Applikationsmethoden bei der Maus

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

- Probenentnahme - Markierungsmethoden

Literatur: - Tierschutzgesetz (http://www.gesetze-im-internet.de/tierschg/); - Michael F.W. Festing, Philip Overend: The Design of Animal Experiments, Laboratory Animals Ltd. By - Royal Society of Medicine Press Limited 2002, ISBN 1-85315-513-6; - L.F.M. Van Zutphen, V. Baumans: Principles of Laboratory Animal Science, Elsevier 2001,

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BCM WP 19d „Versuchstierkundliche Aufbaumodule“ (Laboratory animal science- advanced training course/seminar)

Modul-Nr.: BCM WP 19d

Art der Lehrveranstaltung / SWS P Aufbaumodul „operative Techniken“ 8h S Aufbaumodul „Genetik von Versuchstieren“ 4h S Aufbaumodul „Bewertung d. Belastung v. Tieren im Versuch“ 4h S Aufbaumodul „Biologische Standardisierung v. Tierversuchen“ 4h

S Aufbaumodul „Beantragung eines Tierversuchsvorhabens“ 4h

Dauer / Angebotsturnus Halbtags- oder Ganztagsveranstaltung / nach Bedarf

Semesterlage Winter- oder Sommersemester

Verantwortlicher Prof. A. Bleich

Ansprechpartner/in PD Dr. M. Dorsch, Dr. N. Held

Dozenten Bleich, Dorsch, Glage, Garrels, Held, Ottinger, Otto, Rübensam, Wedekind,

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 1 LP / 30 h

Eingangsvoraussetzungen erfolgreiche Teilnahme an der Vorlesungsreihe „Grundlagen der Versuchstierkunde“ und dem Grundmodul „Tierexperimentelle Techniken“

Studienleistungen Regelmäßige Teilnahme

Prüfungsleistungen Keine

Medienformen Skript, Powerpoint-Präsentation, Demonstrationen in praktischen Übungen, Gruppenarbeit

Praktikum / Seminar Versuchstierkunde (BCM WP 19d)

Lernziele: Kenntnisse und Fähigkeiten aus der Vorlesungsreihe „Grundlagen der Versuchstierkunde“ und des Grundmoduls „Tierexperimentelle Techniken“ werden vorausgesetzt und vertieft. Die Aufbaumodule können unabhängig voneinander belegt werden. Durch das Absolvieren von Aufbaumodulen können zusätzliche Leistungspunkte erworben werden (4 x 4-Stunden Seminare oder 2 x 4-Stunden Seminare + Aufbaumodul „operative Techniken“). In den Aufbaumodulen erlernen die Teilnehmer wichtige Aspekte im Zusammenhang mit der Beantragung und Durchführung eines Tierversuchsvorhabens. Dies bereitet die Teilnehmer auf die umsichtige Planung zukünftiger tierexperimenteller Projekte im Sinne des 3R-Prinzips vor. Weiterhin vermitteln die Aufbaumodule in Verbindung mit der Vorlesungsreihe und dem Grundmodul eine Grundlage zur gesellschaftspolitischen Bewertung der Verwendung von Tieren in der Forschung. Die oben beschriebenen Veranstaltungen qualifizieren für Berufsfelder, in denen tierexperimentelle Arbeiten oder das Töten von Tieren zum Zwecke der Gewebeentnahme Bestandteil sind. Kurs und Aufbaumodule entsprechen dem Consensus-Papier der “National Competent Authorities for the implementation 2010/63EU on the protection of animals used for scientific purposes. A working document on the development of a common education and training framework to fulfill the requirements under the directive. Replacing consensus document of 18-19 September2013 (Brussels, 19-20 February 2014)”.

Inhalte:

Aufbaumodul: Operative Eingriffe - Instrumentenkunde

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- Nahtmaterialien - Wundverschluss - Perioperative Betreuung - Splenektomie

Aufbaumodul: Genetik von Versuchstieren - Einsatzbereich und Bedeutung von genetisch definierten Inzuchtstämmen - Genetische Uniformität durch Inzucht - Genetische Überwachung (genetic monitoring)

Aufbaumodul: Bewertung der Belastung von Tieren im Versuch - Definition: Schmerz - Rechtlicher und ethischer Hintergrund - Speziesspezifische Anzeichen von Schmerzen, Leiden und Schäden - Erstellen von „Scores“ und Festlegen von „human Endpoints“

Aufbaumodul: Biologische Standardisierung von Tierversuchen - Ausschluss von Erkrankungen und Infektionserregern - Abschirmung von SPF-Versuchstieren - Beeinträchtigung der Wiederholbarkeit durch gerichtete Störeffekte - Anforderungen an eine Versuchstierhaltung - Technische Einrichtungen und Funktionsbereiche

Aufbaumodul: Beantragung eines Tierversuchsvorhabens - Genehmigungsverfahren - Anzeigepflichtige vs. Genehmigungspflichtige Tierversuche - Fristen - Genehmigungsbescheid - Tierversuchsantrag - Nichttechnische Projektbeschreibung

Literatur: - Tierschutzgesetz (http://www.gesetze-im-internet.de/tierschg/); - Michael F.W. Festing, Philip Overend: The Design of Animal Experiments, Laboratory Animals Ltd. By - Royal Society of Medicine Press Limited 2002, ISBN 1-85315-513-6; - L.F.M. Van Zutphen, V. Baumans: Principles of Laboratory Animal Science, Elsevier 2001,

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 20 „Virologie“ (Virology)

Modul Nr.: BCM WP 20

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Vorlesung (2 SWS),

S Seminar (1 SWS),

Praktikum (2,5 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Sommersemester

Verantwortliche Prof. Dr. B. Sodeik

Ansprechpartner/in Prof. Dr. B. Sodeik

Dozenten Schulz, Sodeik, Messerle, Heim, Viejo-Borbolla, Bohne, Wölk

Sprache Deutsch, Englisch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Biomedizin (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 6 LP / 180 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Regelmäßige Teilnahme, Versuchsprotokolle, Seminarvortrag

Prüfungsleistungen Klausur (90 min)

Medienformen Praktikumsskript; Powerpointpräsentationen der Vorlesung; PDFs der Seminarliteratur

Vorlesung Virologie (BCM WP20)

Lernziele:

Die Studierenden kennen die Grundlagen der klinischen, experimentellen und molekularen Virologie. Sie haben nach Besuch der Vorlesung ein Verständnis für die viralen Infektionszyklen in der Zelle, die Pathogenitätsmechanismen im Wirt, die durch Viren verursachten Krankheiten, die Mechanismen der antiviralen Immunantwort und die Wirkweisen antiviraler Therapien entwickelt und kennen die Besonderheiten der unterschiedlichen Virusfamilien.

Inhalte: Virologische Methoden und Virusstruktur RNA- und DNA-Viren, Retroviren Virusbindung und Eintritt Prozessierung viraler RNA, Translationskontrolle, Replikation von RNA- und DNA-Viren Virusassemblierung, intrazellulärer Transport und Ausschleusung Virale Manipulation des Immunsystems Chronische und akute Infektionen, AIDS Virale Tumorentstehung Pathogenese: Dissemination, Virulenz, Suszeptibilität Prävention und Kontrolle viraler Erkrankungen

Literatur:

Ausgewählte Kapitel aus SJ Flint. LW Enquist, VR Racaniello & AM Salka; „Principles of Virology: Volume I - Molecular Biology, Volume II - Pathogenesis and Control“,ASM Press, 3rd Edition

2009

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Praktikum Virologie (BCM WP 20)

Lernziele:

Die Studierenden kennen die grundlegenden Sicherheitsaspekte zur Arbeitsweise im S2-Labor mit Infektionserregern sowie die Konzepte der Gentechnische Sicherheit und Grundsätze virologischer Methoden in Forschung und Diagnostik.

Inhalte: Virologische Methoden (Titrierung) Virus-DNA-Isolierung, Typisierung und Quantifizierung (Restriktionsspaltung; Diagnostik und Forschung; BAC-

Mutagenese; Bestimmung der Viruslast) Immunoblot und Immunofluoreszenzmikroskopie zur Untersuchung des viralen Infektionszyklus

Literatur:

Ausgewählte Kapitel aus SJ Flint. LW Enquist, VR Racaniello & AM Salka; „Principles of Virology: Volume I - Molecular Biology, Volume II - Pathogenesis and Control“,ASM Press, 3rd Edition

2009

Seminar Virologie (BCM WP20)

Lernziele: In der Seminarreihe werden die Studierenden an die aktuelle internationale Virusforschung und die englische Literatur herangeführt. Nach der individuellen und intensiven Auseinandersetzung mit Publikationen aus hochwertigen Zeitschriften kennen die Studierenden Konzepte der Versuchsplanung, der Versuchsauswertung, der Limitationen unterschiedlicher experimenteller Ansätze und können die beschriebenen Versuche kritisch einordnen und diskutieren.

Insbesondere wissen die Studierenden des Moduls, dass wissenschaftliche Erkenntnis immer kritisch zu hinterfragen ist und als vorläufig anzusehen ist. Darüber hinaus haben sie gelernt zu unterscheiden, welche Art von Informationen als Fakten angesehen werden können („Ergebnisteil“ der Publikationen) und bei welchen Ansichten es sich um vorläufige Interpretationen und Einordnungen in den Stand der aktuellen Forschung handelt („Diskussion“ der Publikationen).

Inhalte: Jährlich wechselnd, gemäß der aktuellen Literatur und Diskussion in der Virologie. Die Studierenden haben die Möglichkeit, sich aus einer großen Kollektion aus den letzten 4 Jahren eine Publikation, die sie besonders interessiert, zur individuellen Vertiefung in eine bestimmte Thematik auszusuchen und in Zweierteams zu erarbeiten.

Mögliche Themen sind z.B. HIV, Grippepandemien, Emerging Viruses, Zoonosen, Zelltropismus, Virusreplikation, Virusfreisetzung, Modulation des Immunsystems durch Viren, Pathogenitätsmechanismen, virale Erkrankungen, Impfung, Entwicklung neuer Therapeutika, Dual-Use-Problematik in der virologischen Forschung, Forschung in der pharmazeutischen Industrie.

Literatur:

Die PDFs der besprochenen Publikationen sind aus Open-Access-Publikationen und daher allgemein zugänglich. Zusätzlich werden allen Studierenden die Powerpoint-Dateien aller Vorträge zur Verfügung gestellt.

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 21 „Zellbiologie“ (Cell biology)

Modul-Nr.: BCM WP 21

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Zellbiologie (2 SWS)

S/E Zellbiologie (1 SWS)

P Zellbiologie (2,5 SWS)

Dauer / Angebotsturnus Blockveranstaltung / Jährlich

Semesterlage Wintersemester

Verantwortlicher Prof. Dr. C. Grothe

Ansprechpartner/in Dr. R Lindner

Dozenten Grothe, Lindner, Bauerfeind, Förthmann, Brandes,

Sprache Deutsch / Literaturseminar in Englisch

Zuordnung zum Curriculum MSc. Biochemie

MSc Biomedizin

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 6 LP / 180 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Regelmäßige Teilnahme, Gruppenpräsentation

Prüfungsleistungen Klausur (90 min)

Medienformen Skripte zum Praktikum, Originalpublikationen, ILIAS

Vorlesung Zellbiologie (BCM WP 21)

Lernziele: Die Studierenden erwerben vertiefte Kenntnisse der Zellbiologie, insbesondere zu den Themen: Organisation der Zelle,

biologische Membranen, Membranverkehr, Proteintransport, Zytoskelett, Zelladhäsion, Zellpolarität, Zellzyklus,

Autophagie, Apoptose, Histologie und moderne mikroskopischen Methoden. In den anschließenden Übungen gewinnen die Studierenden als Schlüsselkompetenz die Fähigkeit, wissenschaftlich zu denken und wissenschaftliche Publikationen kritisch zu bewerten. Die Kleingruppenseminare sollen die Fähigkeit befördern, Ergebnisse aus der aktuellen Literatur zu analysieren, in englischer Sprache vorzustellen und zu diskutieren.

Inhalte: Biologische Membranen: Aufbau, Funktionen, Biogenese, Lipidtransport, Membrandomänen, Membrankrümmung

Struktur und Funktion von Zellorganellen, Organellbiogenese, co- und posttranslationale Translokation von Proteinen, Kernimport und -export

Mechanismen des Membrantransports, Exozytose, Endozytose, Phagozytose, ESCRT-Weg

Struktur, Dynamik und Regulation des Zytoskeletts, Funktionen in Zellmotilität und intrazellulärem Transport

Adhäsion (Zell-Zell- und Zell-Matrix-Interaktion, Adhäsionstrukturen) und Zellpolarität (Ausbildung und Aufrechterhaltung)

Zellzyklus und dessen Regulation, Beispiele für Fehlregulationen in Tumoren

Autophagie und Apoptose

Histologie (Morphologie, Differenzierung und Funktionen der Gewebe)

- aktuelle licht- und elektronenmikroskopische Methoden

Literatur: Ausgewählte Kapitel aus B. Alberts et al.: Molecular Biology of the Cell

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Praktikum Zellbiologie (BCM WP 21)

Lernziele:

Die Studierenden sollen in Kleingruppen von 3-5 Personen pro Dozent Kompetenzen in Techniken erwerben, die in aktuellen Forschungsvorhaben des Instituts für Neuroanatomie und der Zentralen Forschungseinrichtung für Lasermikroskopie zum Einsatz kommen. Weiterhin sollen die Studierenden lernen, sich während des Praktikums und in einem gemeinsamen Abschlussseminar Einblick in die Versuche der jeweils anderen Gruppen zu verschaffen.

Inhalte:

Oberflächenmarkierung und Zellfraktionierung Immunblot und Immunpräzipitation; DurchflußzytometrieCharakterisierung von Membrandomänen Immunfluoreszenzmikroskopie Transiente Transfektion von eukaryotischen Zellen Lebendzellmikroskopie Konfokale Laserrastermikroskopie Computer-gestützte Bildanalyse Negativkontrastierung Histologische Präparationen Transmissions- und Rasterelektronenmikroskopie

Literatur:

Ausgewählte Kapitel aus B. Alberts et al.: Molecular Biology of the Cell

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 22 „Scientific Writing and Presenting“ (Scientific writing and presenting)

Modul-Nr.: BCM WP 22

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Scientific Writing (1 SWS)

Ü Scientific Writing (1 SWS)

Dauer / Angebotsturnus Blockveranstaltung / Jährlich

Semesterlage Sommersemester

Verantwortlicher Dr. S. Lortz

Ansprechpartner Dr. S. Lortz

Dozenten Elsner, Lortz, Mitarbeiter des Instituts für Klinische Biochemie

Sprache Englisch, Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 2 LP / 60 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Regelmäßige Teilnahme, Seminarvortrag

Prüfungsleistungen Vortrag

Medienformen Tafelanschrieb, Overheadfolien, Powerpoint-Präsentation, Arbeitsblätter

Vorlesung und Seminar Scientific Writing (BCM WP 22)

Lernziele:

Die Studierenden erlernen die Struktur und den Aufbau von verschiedenen wissenschaftlichen Texten (Veröffentlichung, Präsentation, Masterarbeit, Förderantrag). Anhand der Erstellung von eigenen Präsentationen und Texten werden die Ergebnisse analysiert und mögliche Verbesserungen evaluiert.

Inhalte:

Ziele und Formen des wissenschaftlichen Schreibens

o Berichte

o Master-Arbeit

o Veröffentlichungen

o Förderantrag

Methoden und Hilfestellungen

o Elektronische Manuskripte

o Zusammenstellung Literatur

o Anhänge

Literatur:

The Art of Scientific Writing (Ebel, Bliefert, Russey);

aktuelle Literatur wird in der Vorlesung bekannt gegeben

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 23 „Medizinische Mikrobiologie“ (Medical microbiology)

Modul-Nr.: BCM WP 23

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Molekulare Mikrobiologie ( 2 SWS)

P/S Molekulare Mikrobiologie (3 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Sommersemester

Verantwortlicher Prof. Dr. Suerbaum

Ansprechpartner/in Prof. G. Graßl

Dozenten Suerbaum, Josenhans, Bange, Klos

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum MSc. Biochemie

MSc. Biomedizin

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 6 LP / 180 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Regelmäßige Teilnahme, Protokolle

Prüfungsleistungen Klausur (60 min)

Medienformen Skripte zum Praktikum, Orginalpublikationen, Powerpoint-Präsentationen und freie Präsentationen mit Flipchart

Vorlesung Medizinische Mikrobiologie (BCM WP 23)

Lernziele: Die Studierenden kennen nach der Veranstaltung die Grundlagen der medizinisch-relevanten Bakterien, Parasiten und Pilze, die als Krankheitserreger des Menschen auftreten. Zusätzlich sind sie in der Lage, aktiv grundlegende Mechanismen, Techniken und Prinzipien der Mikrobiologie darzustellen. Ebenfalls ist das Ziel, dass die Studierenden nach der Veranstaltung ein grundlegendes Verständnis allgemeiner und spezieller Erkrankungsmechanismen sowie der Faktoren der molekularen Erkrankungsauslösung dieser Krankheitserreger besitzen (Molekulare Pathogenese). Sie sollen die spezifischen Interaktionsmechanismen des Immunsystems mit mikrobiellen Krankheitserregern kennen. Dafür werden nach der Veranstaltung spezifische Beispiele vor allem aus dem Bereich der bakteriellen Pathogenese bekannt sein. Ebenfalls bilden die Studierenden ein grundlegendes Verständnis für aktuelle Gefährdungen durch humanpathogene Mikroorganismen heraus. Sie entwickeln dabei auch ein Verständnis für aktuelle Probleme der menschlichen Erkrankungen sowie ihrer Vorbeugung (z.B. durch Impfstoffe) und ihrer Behandlung (z.B. durch Antibiotika) und die Probleme der Antibiotikaresistenz. Sie bilden gleichzeitig Grundkompetenzen heraus, wie man aktuelle Probleme durch mikrobielle Krankheitserreger bekämpft, wie man z.B. neue Therapieformen entwirft und Impfstoffe entwickelt.

Inhalte: Einführung in die medizinische Mikrobiologie Wichtige Infektionskrankheiten und ihre Erreger

Paradigmen der Infektionsbiologie und Molekularen Pathogenese Anwendungsbezogene Aspekte, z.B. Therapieformen, Vorbeugung/Prophylaxe, Impfstoffentwicklung, Überwindung

von Antibiotikaresistenz, neue Behandlungsansätze von Infektionserkrankungen und deren molekulare Grundlagen

Literatur: Ausgewählte Kapitel aus „Mims’ Medical Microbiology“ (Elsevier); „Brock Mikrobiologie“ (Pearson); „Taschenlehrbuch Medizinische Mikrobiologe“ (Kayser; Thieme); Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie (Suerbaum, Hahn, Burchard, Kaufmann, Schulz; Springer)

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Seminar Medizinische Mikrobiologie (BCM WP 23)

Lernziele:

Vertiefung des Vorlesungsstoffs und der dort behandelten Inhalte; Zusammenfassung aktueller Themen der

grundlegenden und angewandten Infektionsbiologie und Infektionsforschung und spezifisch darauf abgestimmter Methoden. Die Studierenden werden in die Lage versetzt, ihren kritischen Blick auf wissenschaftliche Literatur und Diskussion zu schärfen, selbst wissenschaftlich zu diskutieren und sich dabei auch zum Thema des wissenschaftlichen Schreibens und Präsentierens weiterzubilden.

Inhalte:

Abgestimmt auf den Vorlesungsstoff werden aktuelle internationale Übersichtsartikel des Vorjahrs und jeweils

laufenden Jahrs aus dem Themenbereich herangezogen (Präsentationssprache Deutsch oder Englisch, Artikel in englischer Sprache)

Literatur:

Vor allem die zur Verfügung gestellten aktuellen Übersichtsartikel, und die oben angegebene Literatur zur Vertiefung

der Grundlagenkenntnisse; falls zusätzliche Hintergrundliteratur notwendig ist, wird sie von den jeweiligen Dozenten zur Verfügung gestellt.

Praktikum Medizinische Mikrobiologie (BCM WP 23)

Lernziele: Die Studierenden werden im ersten Teil (Praktische Einführung in grundlegende mikrobiologische und diagnostische

Techniken, und die Forschungsfelder der Infektionsforschung und medizinischen Mikrobiologie) in die Lage versetzt,

die wichtigsten Infektionen mit Hilfe von klassischen mikrobiologischen Methoden und molekularen Labormethoden zu erkennen und ein Vorgehen zur genauen Identifizierung der Infektionserreger zu durchdenken. Die Durchführung von einfachen mikrobiologischen Experimenten wird dabei erlernt und vertieft.

Im zweiten Teil „Molekulare und Zelluläre Mikrobiologie sind die Studierenden anschließend in der Lage, anhand praktischer Beispiele aus dem Bereich der mikrobiellen Zellinteraktion (Adhärenz, Invasion, Immunmodulation, intrazelluläres Überleben von Bakterien), mikrobiellen Signaltransduktion in Zellen ein breites Verständnis für wissenschaftliche Fragestellungen und methodische Lösungen im Bereich Infektionsforschung zu entwickeln. Dafür werden nach der Veranstaltung spezifische Beispiele und Methoden vor allem aus dem Bereich der bakteriellen Pathogenese in der Zell- und Gewebekultur bekannt und teilweise technisch eingeübt sein. Ebenfalls werden Grundzüge der wissenschaftlichen Dokumentation besprochen und vertieft.

Weiterhin erfolgt eine allgemeine Vertiefung des Vorlesungsstoffs und der dort behandelten Methoden.

Inhalte:

Grundlagen bakteriologischer Diagnostik (Kultur, Differenzierung, Resistenztestung) Serologische Diagnostik von Infektionskrankheiten Molekulare Diagnostik von Infektionskrankheiten Nachweis und Charakterisierung von Virulenzfaktoren Methoden genomweiter Analysen (Genom-, Transkriptomanalyse) Molekulare und Zelluläre Mikrobiologie (Grundlagen der Zellkultur, Koinfektionsversuche, Gentamicin-Assay zur

Quantifizierung von Invasion, zelluläre Veränderungen durch Infektion wie z.B. Aktivierung und Apopotose), Konfokalmikroskopie, Elektronenmikroskopische Techniken (Demonstration)

Literatur:

Praktikumsskript und die oben angegebene grundlegende und weiterführende Literatur

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Studiengang Master-Studiengang Biochemie

Modul-Nr. BCM WP 24

Modulbezeichnung Wirkstoffmechanismen und -darstellung Art der Lehrveranstaltung / SWS V Wirkstoffmechanismen und pharmazeutische

Eigenschaften (2 SWS) Ü Wirkstoffmechanismen und pharmazeutische

Eigenschaften (1 SWS) Semester WS / 1. Semester Verantwortlicher Kalesse Dozenten Kalesse, Benz, Kirschning, Scheper, Bellgardt,

Nickisch, Gaich Sprache Deutsch Zuordnung zum Curriculum M. Sc. Biochemie Arbeitsaufwand 42 h Präsenzzeit

78 h Selbststudium Leistungspunkte 4 LP Voraussetzungen Bachelor (B. Sc.) in Chemie oder Biochemie Zulassungsvoraussetzungen Keine Studienleistungen Keine Prüfungsleistungen Klausur (3 h) über die Themengebiete des Moduls Medienformen Skript, Tafelanschrieb, Overheadfolien, Power-Point

Präsentation zum Skript

Vorlesung Wirkstoffmechanismen und pharmazeutische Eigenschaften Qualifikationsziele

1.) FachkompetenzenDie Studierenden verfügen über Wissen der modernen Medizinischen Chemie. Außerdem kennen sie die Zusammenhänge zwischen der Chemie und den Strukturen von biologisch aktiven Verbindungen mit den korrespondierenden biologischen Targets. Darauf basierend beherrschen sie die zugrunde liegenden Wirkmechanismen sowie die Prinzipien des Wirkstoffdesigns. Die Studenten verfügen ergänzend dazu über ein Verständnis der biologisch-medizinischen Aktivität auf molekularer Grundlage.

2.) MethodenkompetenzenDie Studierenden sind in der Lage den Zusammenhang zwischen kleinen molekularen durch Synthese erzeugten Liganden und eines makromolekularem Rezeptors zu erkennen und daraus mögliche Therapieansätze für die medizinische Forschung herzuleiten. Zudem können sie ausgehend von den bekannten Zusammenhängen moderne Aspekte der pharmakologischen Forschung ableiten und erlernen an ausgewählten Beispielen interdisziplinäre Methoden zum Bearbeiten von medizinischen Fragestellungen.

3.) HandlungskompetenzenDie Studierenden können den erlernten Vorlesungsstoff verbal und schriftlich wiedergeben und medizinisch relevante Fragestellungen mit den erlernten interdisziplinären Methoden lösen bzw. erarbeiten. Außerdem können sie durch die Veranschaulichung an ausgewählten Beispielen beurteilen

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wie eine Wirkstoffentwicklung erfolgen kann. Inhalte

• Aufbau pharmakologisch relevanter Verbindungen• biologisch-medizinische Aktivität auf molekularer Grundlage• bedeutende biologische Targets• wichtige Naturstoffklassen sowohl als Target als auch als biologisches Werkzeug• aktuelle Aspekte der Wirkstoffforschung• moderne Themen der bioorganischen Chemie vor dem Hintergrund der Diagnostik• aktuelle Methoden der Biologischen Chemie wie

o Chemical Genomicso Metabolomics

• gebräuchliche Hoch-Durchsatz-Methoden zum Verständnis der Wirkstoffchemie

Literatur [1] H. Dugas, Bioorganic Chemistry, Springer, 1999; H.-J. Böhm, G. Klebe, H. Kubinyi, Wirkstoffdesign, Spektrum Verlag, 1996 [2] E. Mutschler, Arzneimittelwirkungen, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart, 1991 [3] W. Forth, D. Henschler, W. Rummel, K. Starke (Hrsg.), Pharmakologie und Toxikologie, Spektrum Verlag, 1998 [4] P.M. Dewick, Medicinal Natural Products, 3. Ausgabe, John Wiley & Sons, 2008

Übung Wirkstoffmechanismen und pharmazeutische Eigenschaften Qualifikationsziele

1.) Fachkompetenzen Die Studenten verfügen durch die Übung über ein vertieftes Wissen des in der Vorlesung vermittelten Stoffes über Wirkstoffmechanismen und pharmazeutische Eigenschaften auf der Basis der Übungsaufgaben.

2.) Methodenkompetenzen Die Studierenden beherrschen durch die Übungen ein selbständiges Arbeiten bei der Konzeptionierung von medizinisch-chemischen Projekten.

3.) Handlungskompetenzen Die Studenten können mit einer gewissen Sicherheit mit pharmakophoren Gruppen für die Wirkstoffentwicklung umgehen und deren richtige Nutzung beurteilen. Zudem sind sie in der Lage das erlernte Wissen zu ausgewählten Thermen der Vorlesung zu diskutieren. Inhalte

• selbstständige Bearbeitung von Übungsaufgaben zu den Einzelthemen• vertiefte Diskussion zu ausgewählten Themen der Vorlesung

Literatur [1] H. Dugas, Bioorganic Chemistry, Springer, 1999; H.-J. Böhm, G. Klebe, H. Kubinyi, Wirkstoffdesign, Spektrum Verlag, 1996 [2] E. Mutschler, Arzneimittelwirkungen, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart, 1991 [3] W. Forth, D. Henschler, W. Rummel, K. Starke (Hrsg.), Pharmakologie und Toxikologie, Spektrum Verlag, 1998 [4] P.M. Dewick, Medicinal Natural Products, 3. Ausgabe, John Wiley & Sons, 2008

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Studiengang Master-Studiengang Biochemie

Modul-Nr. BCM WP 25

Modulbezeichnung Stereokontrolle Art der Lehrveranstaltung / SWS V Stereokontrolle in der Organischen Chemie

(2 SWS) Ü Stereokontrolle in der Organischen Chemie

(1 SWS) Semester WS Verantwortlicher Kirschning Dozenten Kirschning, Kalesse, Boysen, Hahn, Cox

Sprache Deutsch Zuordnung zum Curriculum M. Sc. Biochemie Arbeitsaufwand 42 h Präsenzzeit

78 h Selbststudium Leistungspunkte 4 LP Voraussetzung Bachelor (B. Sc.) der Chemie oder der Biochemie Zulassungsvoraussetzungen Keine Studienleistungen Keine Prüfungsleistung Klausur (3 h) über die Themen-gebiete des Moduls Medienformen Skript, Tafelanschrieb, Overheadfolien, Power-Point

Präsentation zum Skript

Vorlesung Stereokontrolle in der Organischen Chemie Qualifikationsziele

1.) Fachkompetenzen Die Studierenden verfügen über Kenntnisse moderner Synthesemethoden der stereoselektiven Synthese unter Einbeziehung der enzymatischen Katalyse.

Inhalte • Einführung in die Stereochemie

o nicht lineare Effekte• Methoden der stereoselektiven Synthese unter Einbeziehung der Katalyse in Form der organischen

Katalyse und Organokatalyseo Oxidationeno C-C-Verknüpfungeno Reduktionen

• Chirale Bausteine (ex chiral pool) für die Synthese• Biotransformationen mit Enzymen und ganzen Zellen in der Synthese• Gekoppelte asymmetrische Katalyse• Einführung in die Retrosynthese

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Literatur [1] R. Brückner, Reaktionsmechanismen (Organische Reaktionen, Stereochemie, moderne Synthesemethoden), Spektrum Akademischer Verlag, 2. Aufl., 2003 [2] Clayden, Greeves, Warren & Wothers, Organic Chemistry, Oxford, 2001 [3] K.C. Nicolaou, Classics in Total Synthesis I u. II, Wiley-VCH; Stereochemie [4] E. L. Eliel, S. H. Wilen, Stereochemistry of Organic Compounds, John Wiley & Sons 1994

Übung Stereokontrolle in der Organischen Chemie Qualifikationsziele

1.) Fachkompetenzen Anhand von Übungsaufgaben wird eine Vertiefung des in der Vorlesung „Stereokontrolle in der organischen Chemie“ vermittelten synthetischen Wissens erreicht.

2.) Methodenkompetenzen Die Studierenden können das in der Vorlesung „Stereokontrolle in der organischen Chemie“ vermittelte synthetische Wissen auf Transferaufgaben übertragen bzw. anwenden und diese durch die Interpretation von analytischen Daten lösen.

3.) Handlungskompetenzen Die Studenten sind in der Lage Übungsaufgaben aus dem Themengebiet der Stereochemie selbstständig zu bearbeiten und zu diskutieren.

Inhalte • selbstständige Bearbeitung und anschließende Diskussion von Übungsaufgaben zur Vorlesung• Die Übungsaufgaben behandeln Synthesesequenzen verbunden mit analytischen Fragestellungen

(NMR-, MS, IR-Spektren, EA).• mittels dem in der Vorlesung vermittelten synthetischen Wissen und die Interpretation der

analytischen Daten werden die Übungsaufgaben gelöst.

Literatur [1] R. Brückner, Reaktionsmechanismen (Organische Reaktionen, Stereochemie, moderne Synthesemethoden), Spektrum Akademischer Verlag, 2. Aufl., 2003 [2] Clayden, Greeves, Warren & Wothers, Organic Chemistry, Oxford, 2001 [3] K.C. Nicolaou, Classics in Total Synthesis I u. II, Wiley-VCH [4] E. L. Eliel, S. H. Wilen, Stereochemistry of Organic Compounds, John Wiley & Sons 1994.

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Studiengang Master-Studiengang Biochemie

Modul-Nr. BCM WP 26

Modulbezeichnung Biogenese von Naturstoffen Art der Lehrveranstaltung / SWS V Biogenese von Naturstoffen (2 SWS)

Ü Biogenese von Naturstoffen (1 SWS) Semester WS Verantwortlicher Kirschning Dozenten Kirschning, Kalesse, Boysen, Hahn, Cox

Sprache Deutsch Zuordnung zum Curriculum M. Sc. Biochemie Arbeitsaufwand 42 h Präsenzzeit

78 h Selbststudium Leistungspunkte 4 LP Voraussetzung Bachelor (B. Sc.) der Chemie oder der Biochemie Zulassungsvoraussetzungen Keine Studienleistungen Keine Prüfungsleistung Klausur (3 h) über die Themengebiete des Moduls Medienformen Skript, Tafelanschrieb, Overheadfolien, Power-Point

Präsentation zum Skript

Vorlesung Biogenese von Naturstoffen Qualifikationsziele

1.) FachkompetenzenDie Studierenden verfügen über einen umfassenden Überblick über die Naturstoffklassen (Terpene, Alkaloide, Polyketide, nicht-ribosomale peptidische Naturstoffe, -Lactam-Antibiotika) und die ihnen zu Grunde liegenden biosynthetischen Prinzipien. Zudem beherrschen sie die universellen, mechanistischen Konzepte der Chemie und der Biosynthese.

2.) MethodenkompetenzenDie Studenten besitzen nicht mehr das reine „Schubladendenken“, sondern sind in der Lage sich einen Überblick über die einzelnen Biosynthesewege und Transformationen mit Zusammenhängen zu verschaffen.

3.) HandlungskompetenzenDie Studierenden können die aus mechanistischer Sicht engen Beziehungen zwischen den Biotransformationen und chemischen Reaktionen herausarbeiten und Reaktionen, die durch Enzyme vermittelt werden, miteinander vergleichen.

Inhalte • Universelle Biosynthesewege zu der strukturell unübersichtlich großen Zahl von Sekundärmetaboliten

(Terpene, Alkaloide, Polyketide und nicht-ribosomale peptidische Naturstoffe)• Auflösung des reinen „Schubladendenkens“ einzelner Biosynthesewege und Transformationen• Universelle und vereinfachte Prinzipien, die sich auf mechanistische Aspekte zurückführen lassen• Herausarbeitung der aus mechanistischen Sicht engen Beziehung zwischen Biotransformationen und

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chemischen Reaktionen • Vergleich von durch Enzyme vermittelter Reaktionen (z. B. Metallkatalyse, Organokatalyse und Enzym-

Katalyse)

Literatur [1] R. Brückner, Reaktionsmechanismen (Organische Reaktionen, Stereochemie, moderne Synthesemethoden), Spektrum Akademischer Verlag, 2. Aufl., 2003 [2] Clayden, Greeves, Warren & Wothers, Organic Chemistry, Oxford, 2001 [3] Perkins, Radical Chemistry, Oxford Chemistry Primers, 2000 [4] Moody, Whitham, Reactive Intermediates, Oxford Science Publications, 1992 [5] Dewick, Medicinal Natural Products, 3. Ausgabe, John Wiley & Sons, 2008.

Übung Biogenese von Naturstoffen Qualifikationsziele

1.) Fachkompetenzen Anhand von Übungsaufgaben wird eine Vertiefung des in der Vorlesung „Biogenese von Naturstoffen“ vermittelten Wissens erreicht.

2.) Methodenkompetenzen Die Studierenden können das in der Vorlesung „Biogenese von Naturstoffen“ vermittelte Wissen auf Transferaufgaben übertragen und anwenden.

3.) Handlungskompetenzen Die Studenten sind in der Lage Übungsaufgaben aus dem Themengebiet der Biogenese selbstständig zu bearbeiten und die Ergebnisse anschließend zu diskutieren.

Inhalte • selbständige Bearbeitung und anschließende Diskussion von Übungsaufgaben zur Vorlesung• der verbindende, mechanistische Charakter verschiedener Reaktionen in der Chemie und in der Zelle

Literatur [1] R. Brückner, Reaktionsmechanismen (Organische Reaktionen, Stereochemie, moderne Synthesemethoden), Spektrum Akademischer Verlag, 2. Aufl., 2003 [2] Clayden, Greeves, Warren & Wothers, Organic Chemistry, Oxford, 2001 [3] Perkins, Radical Chemistry, Oxford Chemistry Primers, 2000 [4] Moody, Whitham, Reactive Intermediates, Oxford Science Publications, 1992 [5] Dewick, Medicinal Natural Products, Wiley, 1998 [6] Übersichten und Primärliteratur aus internationalen Journalen

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Studiengang Master-Studiengang Biochemie

Modul-Nr. BCM WP 27

Modulbezeichnung Wirk- und Naturstoffanalytik Art der Lehrveranstaltung / SWS V Grundlagen der Wirk- und Naturstoff-analytik

(2 SWS) Ü Grundlagen der Wirk- und Naturstoff-analytik

(1 SWS) P Grundlagen der Wirk- und Naturstoff-analytik

(4 SWS) Semester WS / 1. Semester Verantwortlicher Fohrer Dozenten Scheper, Hitzmann, Fohrer, Dräger Sprache Deutsch Zuordnung zum Curriculum M. Sc. Wirk- und Naturstoff-chemie; M. Sc.

Biochemie Arbeitsaufwand 79 h Präsenzzeit

101 h Selbststudium Leistungspunkte 6 LP Voraussetzungen Bachelor (B. Sc.) in Chemie oder Biochemie,

Grundkennt-nisse in Analytischer Chemie Zulassungsvoraussetzungen Keine Studienleistungen Protokolle zum Praktikum Prüfungsleistungen Mündliche Prüfung (30 min) über die

Themengebiete des Moduls Medienform Skripte zum Praktikum und zur Vorlesung

Vorlesung Grundlagen der Wirk- und Naturstoffanalytik Qualifikationsziele

1.) Fachkompetenzen Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die Analysemethoden zur biologischen Wirksamkeit von Naturstoffen auf lebenden Zell-Systemen bezogen auf die Vitalität, die Proliferation und Genom/Proteomeffekte sowie viertiefte Kenntnisse der modernen NMR-Spektroskopie, der Immunchemie und den Anwendungsgebieten von Naturstoffen.

2.) Methodenkompetenzen Die Studierenden sind in der Lage Zellkulturen selber anzulegen und Vitalitätstests zur Untersuchung der Anzahl vitaler Zellen in Abhängigkeit der Membrandurchlässigkeit und somit der Aufnahme bestimmter Verbindungen zum Nachweis, wie z.B. von Farbstoffen, durchzuführen, und diese zu differenzieren. Mit Hilfe der Durchflusszytometrie können sie die Eigenschaften der Zellen durch auftretende Effekte während der Messung, hervorgerufen durch deren charakteristische Form und Struktur, ableiten. Zur Strukturaufklärung von einfachen Naturstoffen können sie durch verschiedene NMR-Techniken, besonders die 1D und 2D NMR-Spektroskopie, Verbindungen identifizieren.

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3.) Handlungskompetenzen Die Studenten sind in der Lage Messdaten auszuwerten, bei der Bearbeitung von Problemstellungen geeignete wissenschaftliche Literatur miteinzubeziehen, gemeinsame Diskussionen mit fachkompetenten Mitarbeitern in den Arbeitsgruppen zu führen sowie Sachverhalte in prägnanter Form schriftlich sowie verbal zu definieren.

Inhalte • Kultivierung animaler Zelltestsysteme• Proliferations/Vitalitätstests• Verfahren zur Zelldifferenzierung und Genomtypisierung auf Genom-, Proteom- und

Metabolomebene• Theoretische Grundlagen in Immunchemie• Durchflusszytometrie• DNA-/Proteinchiptechnologie und der benötigten Chemometrie/Bioinformatik• Verfahren der 1D und 2D NMR-Spektroskopie, Methoden der Strukturaufklärung von

einfachen Naturstoffen mit verschiedenen NMR-Techniken

Literatur Lottspeich, Zorbas, Bioanalytik; Friebolin, Ein- und zweidimensionale NMR-Spektroskopie; Duddeck, Dietrich, Tóth, Structure Elucidation by Modern NMR; aktuelle Primärliteratur aus internationalen Journalen.

Übung Grundlagen der Wirk- und Naturstoffanalytik Qualifikationsziele

1.) Fachkompetenzen Die Studierenden erhalten durch die Übung die Fertigkeiten zum Bearbeiten von Problemstellungen durch Anwenden ihrer erworbenen Kenntnisse aus der vorangegangenen Vorlesung in den Bereichen der Analyse der biologischen Wirksamkeit von Naturstoffen auf Zell-Systemen und eignen sich zudem grundlegendes Fachwissen zur Immunchemie und den Anwendungsmöglichkeiten von Naturstoffen an.

2.) Methodenkompetenzen Die Studierenden können mathematische Formalismen auf chemisch-biologische Modelle übertragen und mit Hilfe von multivariaten Datenanalysen (aus der Chemometrie/ Bioinformatik) Berechnungen zur Identifizierung und Charakterisierung von Naturstoffen unterschiedlicher Klassen durchführen und vorliegende Zellsystemen verschiedenen Untersuchungsmethoden (Proliferation, Zelldifferenzierung, Durchflusszytometrie, u.a.) unterziehen

3.) Handlungskompetenzen Die Studierenden sind in der Lage Zellversuche unter Einbeziehung von Naturstoff-Spektren auszuwerten und ihre Ergebnisse unter Einbeziehung geeigneter Literatur zu interpretieren und zu erklären. Mit Hilfe der Übung sind sie in der Lage ihr Fachwissen zu festigen, zu vertiefen und zu erweitern.

Rechenübungen; Demonstration der NMR-Messtechnik am Spektrometer; Auswertung von Naturstoff-Spektren

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Literatur Lottspeich, Zorbas, Bioanalytik; Friebolin, Ein- und zweidimensionale NMR-Spektroskopie; Duddeck, Dietrich, Tóth, Structure Elucidation by Modern NMR; aktuelle Primärliteratur aus internationalen Journalen.

Praktikum Grundlagen der Wirk- und Naturstoffanalytik Inhalte Die Studierenden bearbeiten komplexe analytische Fragestellungen (Naturstoffe, Naturstoffanaloga, Peptide etc.) an Massen- und NMR-Spektrometer. Hier werden außerdem Fragestellung der Testung an Zellsystemen (Proliferation, Differenzierung, Bestimmung von Zellinhaltsstoffen) bearbeitet. Praktische Arbeiten mit der NMR-Meßtechnik, der Laser-Durchflußcytometrie und der DNA-Chip-Technologie erfolgen. Die Arbeiten erfolgen in Kleingruppen und Einzelproblemstellungen werden gemeinsam erarbeitet.

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Studiengang Master-Studiengang Biochemie

Modul-Nr. BCM WP 28

Modulbezeichnung Wahlmodul Glycobiologie

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Glycobiologie (2 SWS) Ü Glycobiologie (1 SWS)

Semester SS oder WS / 2. oder 3. Semester Verantwortlicher Boysen Dozent Dräger, Boysen, Kirschning Sprache Deutsch Zuordnung zum Curriculum M. Sc. Biochemie Arbeitsaufwand 42 h Präsenzzeit

78 h Selbststudium Leistungspunkte 4 LP Voraussetzungen Bachelor (B. Sc.) in Chemie oder Biochemie Zulassungsvoraussetzungen Abgeschlossene Module: „Wirkstoffmechanismen

und –darstellung“, „Stereokontrolle und Biogenese von Naturstoffen“

Studienleistungen Prüfungsleistungen Klausur (2 h) über die Themengebiete des Moduls Medienform Skript, Tafelanschrieb, Overheadfolien, Power-

Point-Präsentation zum Skript

Vorlesung Glycobiologie Qualifikationsziele

1.) Fachkompetenzen Die Studierenden erwerben im Rahmen der Veranstaltung die zentrale Bedeutung der Kohlenhydrate für biologische Prozesse und kennen die notwendigen Kenntnisse zur Beantwortung biologischer Fragestellungen z.B. in den Bereichen der Zell-Zell-Erkennung, Erkennung der Blutgruppendeterminanten und der Chemie der Sialinsäure sowie zur Entwicklung medizinisch relevanter Konzepte, wie z.B. für Impfstoffe und Antitumortherapien.

2.) Methodenkompetenzen Die Studierenden sind in Lage Zusammenhänge zwischen der Struktur, der Konformation, der Stereochemie und den Eigenschaften der Kohlenhydrate zu erkennen und wichtige Methoden zur Synthese bestimmter Glucoside und Oligosaccharide anzuwenden. Sie können die Eigenschaften der Cofaktoren und die Konzepte zur notwendigen Regeneration als Voraussetzung für die weitere Verwendung in Reaktionen darstellen. Neben den Kohlenhydraten stellen auch weitere Verbindungen wie die Glycoproteine und Glycolipide, also Stoffe, bei denen Oligosaccharide an Lipide (Fette) bzw. Proteine, den Grundbausteinen von Nährstoffen, gebunden sind, wichtige Stoffklassen dar, deren Vorkommen, Strukturen und Biosynthesen ebenfalls beschrieben werden können. Anwendungsbereiche der genannten Verbindungen können von den Studierenden in Anlehnung an die Struktur-Wirkungsweisen beurteilt werden. Sie sind mit der Bedeutung und der Funktionsweise der Glycochips für die Erkennung und Charakterisierung von Kohlenhydraten, speziell von

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Oligosacchariden, vertraut.

3.) Handlungskompetenzen Sie können anhand der Eigenschaften der Kohlenhydrate das Verständnis für die enge Verzahnung von der Molekülstruktur und den biologischen Funktionen schärfen und vertiefen. Sie verstehen die Bedeutung der Kohlenhydrate für biologische Systeme sowie deren möglichen medizinischen Anwendungsgebiete und sind in der Lage unter Anwendung wichtiger Begriffe Sachverhalte fachgemäß schriftlich und verbal darzustellen.

Inhalte • Kohlenhydrate

o Struktureno Stereochemieo Konformationeno Schutzgruppenstrategien

• Glycosylerungsverfahren• Synthesen ausgewählter Oligosaccharide• enzymatische Glycosierungen• Regenerationskonzepte für Cofaktoren• Glycoproteine und Glycolipide

o Vorkommen,o Struktureno Biosynthesen

• Sialinsäuren• Biologische Funktionen

o Blutgruppen-Determinanteno Impfkonzepte aus der Glycobiologieo Glycochips

Literatur [1] T. Lindhorst, Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, Wiley-VCH 2000 [2] S. H. Khan, R. A. O´Neil (Hrsg), Modern Methods in Carbohydrate Synthesis, Harwood Academic Publisher 1996 [3] M. E. Taylor, K. Duckhammer, Glycobiology, Oxford Univ. Press 2003 [4] Molecular Glycobiology (Hrsg.: M. Fukuda, O. Hindsgaul); IRL Press, 1994

Übung Glycobiologie Qualifikationsziele

1.) Fachkompetenzen Die Studierenden erwerben vertiefte Kenntnisse zu den vorangegangen Inhalten über die Kohlenhydrate mit seinen Bedeutungen für die Wissenschaft und Medizin. Sie beherrschen wichtige Grundbegriffe und Konzepte zur Beschreibung essentieller Anwendungsbereiche und biochemischer Verfahren, um Kohlenhydrate und seine Derivate herzustellen und zu charakterisieren.

2.) Methodenkompetenzen Sie sind in der Lage synthetische und struktur- bzw. biochemisch-analytische Verfahrenswege zur Herstellung von ausgewählten Naturstoffklassen zu beschreiben und deren Bedeutung für biologische

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Systeme darzustellen.Sso können sie z.B. die Mechanismen der Glycosierung, der Übertragung von Zuckerresten auf andere Moleküle, wie Fette und Proteine, definieren.

3.) Handlungskompetenzen Durch die Übung erlernen die Studierenden selbstständig chemische Fragestellungen zu bearbeiten und sich mit Biosynthesewegen sowie mit den biologischen Funktionen von Kohlenhydraten auseinanderzusetzen und zu vertiefen. Sie können Möglichkeiten zur Diskussion komplexer Problemstellungen mit wissenschaftlichen Mitarbeitern und Kommilitonen nutzen.

Inhalte In der Übung werden durch Aufgabenstellungen die Kohlenhydratchemie und die Rolle von Kohlenhydraten in biologischen Systemen behandelt.

Literatur [1] T.Lindhorst, Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, Wiley-VCH 2000; [2] S. H. Khan, R. A. O´Neil (Hrsg), Modern Methods in Carbohydrate Synthesis, Harwood Academic Publisher 1996; [3] M. E. Taylor, K. Duckhammer, Glycobiology, Oxford Univ. Press 2003; [4] Molecular Glycobiology (Hrsg.: M. Fukuda, O. Hindsgaul); IRL Press, 1994

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Studiengang Masterstudiengang Biochemie

Modul-Nr. BCM WP 29

Modulbezeichnung Praktikum Wirkstoffchemie Art der Lehrveranstaltung / SWS P Wirkstoffchemie (5 SWS)

S Wirkstoffchemie (1 SWS) Semester SS / 2. Semester Verantwortliche Kirschning / Scheper Dozenten Alle Dozenten des Studienganges Sprache Deutsch Zuordnung zum Curriculum M. Sc. Biochemie Arbeitsaufwand 84 h Präsenzzeit

96 h Selbststudium Leistungspunkte 6 LP Voraussetzungen Bachelor (B. Sc) in Chemie oder in Biochemie Zulassungsvoraussetzungen Keine Studienleistungen Praktikumsleistungen, Protokolle zum Praktikum,

Seminarteilnahme Prüfungsleistungen Mündliche Prüfung (30 min) über die

Themengebiete des Moduls Medienform Power-Point Präsentation, Anleitungen zu den

Laborexperimenten

Praktikum Wirkstoffchemie Qualifikationsziele

1.) Fachkompetenzen Die Studierenden erlangen im Rahmen der Veranstaltung praktische Kenntnisse zur Synthese, zur strukturellen Charakterisierung und biologischen Bewertung potentieller Wirkstoffe sowie zur industriellen Synthese und Verfahrensentwicklungen von Wirkstoffen, zur stereoselektiven Synthese, inklusive der enzymvermittelten Reaktionen, und ebenfalls zur strukturellen Charakterisierung von komplexen Molekülen.

2.) Methodenkompetenzen Die Studierenden sind in der Lage Zusammenhänge zwischen den charakteristischen Eigenschaften und den möglichen Synthesewegen herzustellen und Natur- und Wirkstoffe in Hinsicht auf ihr stereoselektives und stereospezifisches Verhalten zu isolieren.

3.) Handlungskompetenzen Sie können die Praktikumsversuche eigenständig in einem bestimmten Zeitraum unter Beachtung der Arbeitsschutzvorschriften und Einhaltung der Laborordnung sorgfältig und gefahrlos durchführen. Ihre Ergebnisse können sie unter Berücksichtigung von wissenschaftlichen Kriterien in Protokollen zusammenführen, erläutern und verständlich darlegen. Inhalte Siehe Modul „Wirkstoffmechanismen und –darstellung“

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Page 65: Handbuch der Pflicht- und Wahlpflichtmodule · Powerpoint-Präsentationen, Handouts zu den Vorlesungen, Originalartikel im pdf-Format, Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen,

Literatur Übersichten und Primärliteratur aus internationalen Journalen.

Seminar Wirkstoffchemie Qualifikationsziele

1.) Fachkompetenzen Aufbauend auf ihrem fortgeschrittenen Wissensstand über industrielle und technische Synthesewege der funktionellen Verbindungen, beherrschen die Studenten essentielle Kenntnisse über die Eigenschaften von Natur- und Wirkstoffen zur Erklärung ihrer Funktions- und Wirkungsweisen.

2.) Methodenkompetenzen Sie sind in der Lage prinzipielle Konzepte der Natur- und Wirkstoffchemie auf mögliche Synthesemethoden zu übertragen und strukturelle Konzepte beim Bearbeiten von Aufgabenstellungen zu berücksichtigen.

3.) Handlungskompetenzen In kleinen Gruppen können sich die Studierenden gemeinsam Vorträge zu ausgewählten und aktuellen Themen der Prozessentwicklung von Wirkstoffen und ihren pharmazeutischen Eigenschaften bzw. der Naturstoffsynthese, -isolierung und Biosynthese ausarbeiten, präsentieren und kritisch bewerten.

Inhalte Siehe Modul „Wirkstoffmechanismen und –darstellung“

Literatur Übersichten und Primärliteratur aus internationalen Journalen.

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Studiengang Master-Studiengang Biochemie

Modul-Nr. BCM WP 30

Modulbezeichnung Praktikum Naturstoffchemie Art der Lehrveranstaltung / SWS P Naturstoffchemie (5 SWS)

S Naturstoffchemie (1 SWS) Semester SS / 2. Semester Verantwortliche Kirschning / Scheper Dozenten Alle Dozenten des Studienganges Sprache Deutsch Zuordnung zum Curriculum M. Sc. Biochemie Arbeitsaufwand 84 h Präsenzzeit

96 h Selbststudium Leistungspunkte 6 LP Voraussetzungen Bachelor (B. Sc) in Chemie oder in Biochemie Zulassungsvoraussetzungen Keine Studienleistungen Praktikumsleistungen, Protokolle zum Praktikum,

Seminarteilnahme Prüfungsleistungen Mündliche Prüfung (30 min) über die

Themengebiete des Moduls Medienform Power-Point Präsentation, Anleitungen zu den

Laborexperimenten

Praktikum Naturstoffchemie Qualifikationsziele

1.) Fachkompetenzen Die Studierenden erlangen im Rahmen der Veranstaltung praktische Kenntnisse zur Synthese, zur strukturellen Charakterisierung und biologischen Bewertung potentieller Wirkstoffe sowie zur industriellen Synthese und Verfahrensentwicklungen von Wirkstoffen, zur stereoselektiven Synthese, inklusive der enzymvermittelten Reaktionen, und ebenfalls zur strukturellen Charakterisierung von komplexen Molekülen.

2.) Methodenkompetenzen Die Studierenden sind in der Lage Zusammenhänge zwischen den charakteristischen Eigenschaften und den möglichen Synthesewegen herzustellen und Natur- und Wirkstoffe in Hinsicht auf ihr stereoselektives und stereospezifisches Verhalten zu isolieren.

3.) Handlungskompetenzen Sie können die Praktikumsversuche eigenständig in einem bestimmten Zeitraum unter Beachtung der Arbeitsschutzvorschriften und Einhaltung der Laborordnung sorgfältig und gefahrlos durchführen. Ihre Ergebnisse können sie unter Berücksichtigung von wissenschaftlichen Kriterien in Protokollen zusammenführen, erläutern und verständlich darlegen. Inhalte Siehe Modul „Stereokontrolle und Biogenese von Naturstoffen.“

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Literatur Übersichten und Primärliteratur aus internationalen Journalen.

Seminar Naturstoffchemie Qualifikationsziele

1.) Fachkompetenzen Aufbauend auf ihrem fortgeschrittenen Wissensstand über industrielle und technische Synthesewege der funktionellen Verbindungen, beherrschen die Studenten essentielle Kenntnisse über die Eigenschaften von Natur- und Wirkstoffen zur Erklärung ihrer Funktions- und Wirkungsweisen.

2.) Methodenkompetenzen Sie sind in der Lage prinzipielle Konzepte der Natur- und Wirkstoffchemie auf mögliche Synthesemethoden zu übertragen und strukturelle Konzepte beim Bearbeiten von Aufgabenstellungen zu berücksichtigen.

3.) Handlungskompetenzen In kleinen Gruppen können sich die Studierenden gemeinsam Vorträge zu ausgewählten und aktuellen Themen der Prozessentwicklung von Wirkstoffen und ihren pharmazeutischen Eigenschaften bzw. der Naturstoffsynthese, -isolierung und Biosynthese ausarbeiten, präsentieren und kritisch bewerten.

Inhalte Siehe Modul „Stereokontrolle und Biogenese von Naturstoffen.“

Literatur Übersichten und Primärliteratur aus internationalen Journalen.

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 31 „Molekulare Humangenetik“ (Molecular human genetics)

Modul-Nr.: BCM WP 31

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Molekulare Humangenetik (1 SWS),

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Sommersemester

Verantwortlicher Prof. Dr. B. Tümmler

Ansprechpartner/in Prof. Dr. B. Tümmler

Dozenten Tümmler / Stanke

Sprache Deutsch oder Englisch

Zuordnung zum Curriculum M. Sc. Biochemie

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 2 LP / 60 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Anwesenheit

Prüfungsleistungen Prüfungsgespräch: 30 Minuten

Medienformen Tafelanschrieb, Overhead-Folien, Power Point-Präsentationen, Internet

Vorlesung Molekulare Humangenetik für Biochemiker (BCM WP 31)

Lernziele:

Verständnis über die Grundlagen und die aktuellen Entwicklungen der molekularen Humangenetik.

Inhalte:

Formalgenetik: Gene in Stammbäumen. Chromosomen und Chromosomanomalien. Mutationen: Testverfahren und biochemischer Phänotyp von Mutanten. Populationsgenetik, Pharmakogenetik und biochemische Humangenetik. Genetik komplexer Erkrankungen, genetische Modulatoren. Genetische Epidemiologie. Genetische und physikalische Kartierung im Humangenom. Epigenetik

Literatur:

Strachan, Read. Molekulare Humangenetik oder die englische Fassung „Molecular Human Genetics“, aktueller Titel aus Trends in Genetics

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 32 „Molekulare Mikrobiologie für Biochemiker“ (Molecular microbiology for biochemists)

Modul-Nr.: BCM WP 32

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Molekulare Mikrobiologie (1 SWS),

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Sommersemester

Verantwortlicher Prof. Dr. B. Tümmler

Ansprechpartner/in Prof. Dr. B. Tümmler

Dozenten Tümmler / Wiehlmann

Sprache Deutsch oder Englisch

Zuordnung zum Curriculum M. Sc. Biochemie

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 2 LP / 60 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Anwesenheit

Prüfungsleistungen Prüfungsgespräch: 30 Minuten

Medienformen Tafelanschrieb, Overhead-Folien, Power Point-Präsentationen, Internet, Labordemonstration

Vorlesung Molekulare Mikrobiologie für Biochemiker (BCM WP 32)

Lernziele:

Verständnis über die Grundlagen und die aktuellen Entwicklungen der molekularen Mikrobiologie.

Inhalte:

Genomanalyse von Bakterien. Mikrobielle Lebensgemeinschaften, Populationsgenetik und Infektionsepidemiologie. Mikrobielle Metagenomik Regulation der Genexpression, Besonderheiten des bakteriellen Stoffwechsels. Bakterielle Zellwand, Adhärenz, Motilität und Sekretion. Mechanismen bakterieller Virulenz.

Literatur:

Lengeler, Drews, Schlegel. Biology of the Procaryotes und aktueller Artikel aus Trends in Microbiology.

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 33 „Biochemie der genetischen Informationsverarbeitung“ (Biochemistry of genetic information processing)

Modul-Nr: BCM WP 33

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Biochemie der genetischen Informationsverarbeitung (2 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Sommersemester

Verantwortlich Prof. Dr. J. Alves

Ansprechpartner/in Prof. Dr. J. Alves

Dozenten Alves

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 3 LP / 90 h

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Anwesenheit

Prüfungsleistungen Klausur (60 min)

Medienformen Handouts, animierte Darstellungen relevanter Moleküle in der Vorlesung, beides zugänglich auch auf Ilias

Vorlesung Biochemie der genetischen Informationsverarbeitung (BCM WP 33)

Lernziel:

Die Studierenden kennen die Struktur-Funktionsbeziehungen der Enzym(-Komplexe), die an DNA und RNA wirken. Sie unterscheiden die Abläufe, die für Stetigkeit und Plastizität der genetischen Information sorgen. Sie können die Vielfalt der regulativen Eingriffsmöglichkeiten der Zelle bei der Umsetzung der genetischen Information in Proteine beurteilen.

Inhalte:

Nukleinsäuren – Strukturen und Wechselwirkungen mit Proteinen

Chromatin und Genaktivität

DNA-Replikation – Enzyme, Ablauf und strukturelle Organisation, Regulation

DNA-Schäden und ihre Reparatur (BER, MMR, NER), zelluläre Stressantworten

DNA-Rekombination – homolog und stellenspezifisch,. NHEJ

Transposons, Retrotransposons und repetitive Elemente

Transkription – Enzyme, Ablauf, Regulation und Prozessierung der Primärtranskripte

Translation – beteiligte Faktoren, Ablauf, Regulation, Prozessierung und Targeting der Proteine

Grundlegende Literatur:

R. Knippers et al.: Molekulare Genetik, 9. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2006

N.L. Craig: Molecular Biology, Oxford Uni. Press 2010

B. Lewin: Essential GENES, 3nd Ed., Jones & Bartlett, 2012

Speziellere Literatur wird in der Vorlesung bekannt gegeben

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 34 „Forschungspraktikum“ (Research internship)

Modul-Nr.: BCM WP 34

Art der Lehrveranstaltung / SWS P/S 15 SWS

Dauer / Angebotsturnus 6 wöchiges Praktikum

Semesterlage Winter- oder Sommersemester

Verantwortlich Dr. G. Meyer

Ansprechpartner/in Dr. G. Meyer

Dozenten Dozenten des Master-Studiengangs Biochemie

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 10 LP / 300 h

Eingangsvoraussetzungen Werden jeweils durch betreuende Dozenten festgelegt

Studienleistungen Anwesenheit, Versuchsprotokolle, praktikumsbegleitendes Vorbereitungs-Kolloquium

Prüfungsleistungen Keine

Medienformen

Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen

Forschungspraktikum (BCM WP 34)

Lernziele:

Die Studierenden wenden ihr Wissen der Biochemie und Molekularbiologie in Form einer Fragestellung an. Die Teilnehmer vertiefen ihre methodischen Grundlagen sowie ihre Selbstorganisation, aber auch ihre Fähigkeit im Team zu arbeiten. Sie können unterschiedliche Methoden zur Lösung einer Fragestellung vergleichen und wählen die geeignete aus. Die Studierenden sind in der Lage, die erhaltenen Ergebnisse zu beurteilen und diese fachgerecht darzustellen.

Inhalte:

Spezielle und vertiefte Kenntnisse und Fertigkeiten innerhalb des zu bearbeitenden Laborprojektes

Literatur:

Wird vom jeweiligen Betreuer bekannt gegeben

Anmeldung des Moduls über den Modulverantwortlichen (Dr. Meyer, MHH)

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 35 „Auslandspraktikum“ („International internship“)

Modul-Nr: BCM WP 35

Art der Lehrveranstaltung / SWS P/S 24 SWS

Dauer / Angebotsturnus mindestens 12 wöchiges Praktikum / ganzjährig

Semesterlage Winter- oder Sommersemester

Verantwortlich Dr. G. Meyer

Ansprechpartner/in Dr. G. Meyer

Dozenten N.N.

Sprache Englisch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 18 LP / 540 h

Eingangsvoraussetzungen Werden jeweils durch betreuende Dozenten festgelegt

Studienleistungen Anwesenheit, Versuchsprotokolle, praktikumsbegleitendes Kolloquium

Prüfungsleistungen Keine

Medienformen

Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen, spezielle Literatur zur den Praktikumsinhalten

Auslandspraktikum (BCM WP 35)

Lernziele:

Die Studierenden können einen Auslandsaufenthalt planen: Sie können komplexe Problemstellungen in das wissenschaftliche Umfeld einordnen und gezielt zur Bearbeitung auswählen. Sie vermögen gezielt Kontakt mit Arbeitsgruppen herzustellen und organisieren die für die Bearbeitung des ausgewählten Problems notwendigen Ressourcen. Die Teilnehmer vertiefen Ihre praktischen Kenntnisse und fügen spezielle Arbeitstechniken ihrem Methodenspektrum hinzu. Durch den Aufenthalt im Ausland und die Arbeit im englischsprachigen Labor vertiefen die Studierenden ihre Sprachkenntnisse (insbesondere die Fachsprache). Planung und Durchführung eines Forschungsaufenthalts im Ausland, Vertiefung und Spezialisierung methodischer Kenntnisse der Biochemie / Molekularbiologie sowie der Fremdsprachenkenntnisse (insbesondere der englischen Sprache), Anleitung zum selbständigem wissenschaftlichem und experimentellem Arbeiten

Inhalte:

Eigenständige Suche eines Kooperationspartners im Ausland, Durchführung eines Forschungsprojekts in einem englischsprachigen Labor (außerhalb Deutschlands), Erstellung eines Projektberichts in englischer Sprache, spezielle und vertiefte Kenntnisse und Fertigkeiten der Biochemie / Molekularbiologie innerhalb des zu bearbeitenden Laborprojektes

Literatur:

Wird vom jeweiligen Betreuer bekannt gegeben

Anmeldung des Moduls über den Modulverantwortlichen (Dr. Meyer, MHH): Dr. Gustav Meyer Medizinische Hochschule Hannover Zentrum Biochemie OE 4310 Carl-Neuberg-Str. 1 30625 Hannover

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 36 „Lehrpraktikum“ (Teaching internship)

Modul-Nr: BCM WP 36

Art der Lehrveranstaltung / SWS P/S 2 - 12 SWS

Dauer / Angebotsturnus 1 – 6 wöchige Praktikumsbetreuung

Semesterlage Winter- oder Sommersemester

Verantwortlich Dr. G. Meyer

Ansprechpartner/in Dr. G. Meyer

Dozenten Dozenten des Master-Studiengangs Biochemie im Zentrum Biochemie der Medizinischen Hochschule Hannover

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 1 – 8 LP / 30 – 240 h

Eingangsvoraussetzungen Werden durch die jeweils verantwortlichen Dozenten festgelegt

Studienleistungen Anwesenheit, praktikumsbegleitende Anleitung und Besprechungen der betreuten Versuche

Prüfungsleistungen Keine

Medienformen

Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen

Lehrpraktikum (BCM WP 36)

Lernziele:

Die Teilnehmer können ihr Wissen der Methoden der Biochemie und Molekularbiologie anwenden und anderen Studierenden die Zusammenhänge erläutern. Sie sind in der Lage, Hilfestellungen bei der Erhebung von Daten sowie der sachgerechten Darstellung von Versuchsergebnissen zu geben. Die Teilnehmer können die ermittelten Zusammenhänge beurteilen und geben angemessene Rückmeldung.

Die Studierenden erwerben didaktischen Kenntnisse und üben diese in der Betreuung von Praktikanten ein.

Inhalte:

Betreuung von Studierenden in Grund- und Fortgeschrittenenpraktika von z.B. Chemie und Biochemie/Molekularbiologie, Vor- und Nachbereitung von Lehrveranstaltungen

Literatur:

Wird vom Verantwortlichen für das jeweilige Praktikum bekannt gegeben

Anmeldung des Moduls über den Modulverantwortlichen (Dr. Meyer, MHH)

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 37 „Forschungspraktikum in der Industrie“ (Industrial internship)

Modul-Nr.: BCM WP 37

Art der Lehrveranstaltung / SWS P 12 – 24 SWS Industriepraktikum

Dauer / Angebotsturnus 6 – 12 wöchiges Praktikum

Semesterlage Winter- oder Sommersemester

Verantwortlicher Dr. G. Meyer

Ansprechpartner/in Dr. G. Meyer

Dozenten N.N

Sprache Deutsch / Englisch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 8 - 16 LP / 240 h – 480 h (je nach Umfang des Praktikums

Eingangsvoraussetzungen Werden jeweils durch den Betreuer festgelegt

Studienleistungen Praktikumsbericht (max. 20 Seiten DIN A4)

Prüfungsleistungen keine

Medienformen Themenrelevante Primärliteratur

Forschungspraktikum in der Industrie (BCM WP 37)

Lernziele:

Die Studierenden nehmen selbständig Kontakt zu Unternehmen der Industrie auf. Sie wenden im industriellen Forschungsumfeld Methodenkenntnisse der Biochemie und Molekularbiologie an. Die Studierenden lernen die Arbeit in einem Unternehmen kennen. In einem abschließenden Bericht stellen die Teilnehmer die Fragestellung, die eingesetzten Methoden und –im Rahmen der Möglichkeiten einer Veröffentlichung von Daten der Industrieforschung- die Ergebnisse sowie einen Ausblick zusammen.

Inhalte:

Thematik aus biowissenschaftlicher Forschung

Literatur:

Themenspezifisch

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 38 „Adulte Stammzellen in der Regenerativen Medizin“ (Adult stem cells in regenerative medicine)

Modul-Nr.: BCM WP 38

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Adulte Stammzellen in der Regenerativen Medizin (2 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Wintersemester und Sommersemester

Verantwortlich Prof. Dr. A. Hoffmann

Ansprechpartner/in Prof. Dr. A. Hoffmann

Dozenten Hoffmann

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 3 LP (90 h)

Eingangsvoraussetzungen keine

Studienleistungen Anwesenheit

Prüfungsleistungen Klausur (90 min)

Medienformen Powerpoint-Präsentationen, Handouts zur Vorlesung, aktuelle Primärliteratur

Vorlesung Adulte Stammzellen in der Regenerativen Medizin (BCM WP 38)

Lernziele: Die Studierenden erwerben ein grundlegendes Wissen der zellbiologischen und molekularen Charakteristika von Stammzellen. Dadurch sind sie in der Lage, entsprechende Fachliteratur zu verstehen und in den großen Zusammenhang der Stammzellbiologie/-biochemie einzuordnen. Weiterhin können sie neue Entwicklungen im Stammzellfeld, aber auch in übergeordneten Bereichen der Zellbiologie, verstehen und vergleichend in ihrer Qualität analysieren. Durch die theoretische Diskussion von praktischen Ansätzen in der Vorlesung lernen die Studierenden, wie erfolgreiche experimentelle Herangehensweisen aussehen können. Somit werden sie in die Lage versetzt, zukünftig selbständig in der Literatur beschriebene Experimente inhaltlich nachzuvollziehen und kritisch zu hinterfragen.

Inhalte: Was sind Stammzellen? Embryonale, adulte und induzierte pluripotente Stammzellen Tumorstammzellen Gewinnung und Kultivierung von Stammzellen Plastizität und Potenz adulter Stammzellen Nischen adulter Stammzellen Signalwege in (Stamm)zellen Reprogrammierung von Gewebezellen zu Stammzellen, Epigenetik Ziele der Stammzellforschung:

Aufklärung von Mechanismen der Zelldifferenzierung Entwicklung von Zell- und Gewebetransplantaten („tissue engineering“, Biomaterialien) Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Regenerativen Medizin in verschiedenen Organsystemen

Grundlegende Literatur:

Bruce Alberts et al.: Essential Cell Biology

aktuelle Publikationen

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 39 „Stammzellforschung und Tissue Engineering“ (Stem cells and tissue engineering)

Modul-Nr.: BCM WP 39

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Stammzellforschung und Tissue Engineering (2 SWS)

P/S Stammzellforschung und Tissue Engineering (3 SWS)

Dauer / Angebotsturnus P 1 Woche Block ganztags, minimal 3 bis maximal 9 Personen

Semesterlage Sommersemester

Verantwortlich Prof. Dr. Ulrich Martin

Ansprechpartner/in Prof. Dr. I. Gruh

Dozenten Martin, Gruh, Hilfiker, Zweigerdt, Olmer, Korossis

Sprache Deutsch , Englisch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 5 LP/ 180 h

Eingangsvoraussetzungen keine

Studienleistungen Anwesenheit, akzeptierte Protokolle

Prüfungsleistungen Seminarleistung: ausgearbeiteter Kurzvortrag (Powerpoint-Präsentation mit kritischer Diskussion einer ausgewählten wiss. Publikation) mit anschließender Diskussion (50%); Praktikumsprotokolle (50%)

Medienformen Handouts, aktuelle Primärliteratur

Vorlesung Stammzellforschung und Tissue Engineering (BCM WP 39)

Lernziel: Die Teilnehmer verfügen über vertiefende theoretische Kenntnisse der Biologie embryonaler und adulter sowie

reprogrammierter Stammzellen. Sie sind in der Lage, biologische Grundprinzipien zu erkennen und vergleichend darzustellen.

Die Teilnehmer kennen die aktuelle Forschung im Bereich der regenerativen Therapien mit Schwerpunkt der Regeneration von Weichgeweben (Herzmuskel, Lunge). Sie haben die Fähigkeit, zellbiologisches Grundlagenwissen auf anwendungsorientierte (prä-)klinische Forschungskonzepte in diesen Bereichen zu übertragen.

Die Teilnehmer können Chancen und Risiken neuer therapeutischer Konzepte erkennen und diese unter den Aspekten der Machbarkeit, des klinischen Bedarfes sowie ethischer Fragestellungen beurteilen.

Die Teilnehmer beherrschen die Durchführung von grundlegenden (Stamm-)Zellkulturtechniken, inkl. Basistechniken des Tissue Engineering, sowie die molekulare und immunhistologische Charakterisierung von Zellen und Geweben, mit denen aktuelle Fragestellungen der oben geschilderten Forschungsbereiche bearbeitet werden. Sie sind in der Lage, die Ergebnisse komplexer Versuchsabläufe eigenständig zu strukturieren, zu analysieren und fachgerecht darzustellen.

Sie sind in der Lage, eine wissenschaftliche Publikation aus dem Themenfeld der Vorlesung zu verstehen und in den Kontext der aktuellen Forschung einzuordnen. Sie können die Ergebnisse ihrer Analyse fachgerecht referieren, in dem sie die Methodik, Ergebnisse und Schlussfolgerungen der Publikationen schlüssig erklären und kritisch beurteilen.

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Inhalte:

Vorlesung Organtransplantation und Regenerative Therapien Grundlagen der Stammzellbiologie Adulte Stamm- und Vorläuferzellen Embryonale Stammzellen, Reprogrammierung, Epigenetik Endogene und Stammzell-basierte Herzregeneration Regenerative Therapien: Klinische Anwendungen Tissue Engineering von Herzklappen und Gefäßen Biomechanical testing of biological tissues Tissue Engineering von Myokardgewebe Computational modelling and simulation of cardiovascular tissues Stammzell-basierte Lungenregeneration

Praktikum Im Rahmen des Kurses sollen Methoden vermittelt werden, mit denen aktuelle Fragestellungen der oben

geschilderten Forschungsbereiche bearbeitet werden: Kultur und Differenzierung pluripotenter Stammzellen und ihre genetische Modifikation, Isolation und Kultivierung von primären tierischen Zellen, Herstellung bioartifizieller Gewebe (Tissue Engineering), Anfertigen von Gefrierschnitten, (Immun-) histologische Färbungen, mechanische Testung von Geweben

Kritische Beurteilung wiss. Publikationen, Strukturierung wiss. Referate. Im Vorfeld des Praktikums müssen zugeteilte wiss. Publikationen durchgearbeitet werden.

Seminar Teilnahme am Kolloquium und an „Special Lectures“ des Exzellenzclusters „REBIRTH“. Das Kolloquium findet alle 2

Monate, Mittwochs um 17.00 c.t., in der Regel im Hörsaal N der MHH, statt. Zusätzlich finden im Rahmen des Kolloquiums "Special Lectures" von eingeladenen auswärtigen Referenten statt.

Das Kolloquium dient als Diskussionsforum des Exzellenzclusters und soll nicht nur die Initiierung externer Kooperationen dienen, sondern vor allem die interne (und interdisziplinäre) Zusammenarbeit fördern. Neben externen Referenten stellen deshalb sowohl REBIRTH-Mitglieder als auch Wissenschaftler verwandter Forschunsgbereiche aktuelle Daten und Projekte vor. Aktuelle Termine finden sich unter www.rebirth-hannover.de und unter www.lebao.de.

Grundlegende Literatur: ausgewählte Kapitel von Alberts; Molecular Biology of the Cell

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 41 „Instrumentelle Techniken“ (Analytical methods)

Modul-Nr: BCM WP 41

Art der Lehrveranstaltung / SWS P/S Instrumentelle Techniken (3 SWS)

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Winter- und Sommersemester

Verantwortlich Prof. Dr. Jan Faix

Ansprechpartner/in Prof. Dr. Jan Faix

Dozenten Fachübergreifend aus Medizin und Naturwissenschaften

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 3 LP

Eingangsvoraussetzungen Keine

Studienleistungen Anwesenheit

Prüfungsleistungen Keine

Didaktische Hilfsmittel Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen

Vorlesung / Seminar / Praktikum

Lernziel: Der Kurs Instrumenteller Techniken wurde mit dem Ziel eingerichtet, Methoden aus der Sicht der Anwender vorzustellen, die an anderer Stelle im Studium nicht oder nur theoretisch in Vorlesungen behandelt werden. Da sich auch Institute außerhalb der Hochschulen beteiligen, bietet es den Studierenden eine Gelegenheit, verschiedene Forschungseinrichtungen der Region praxisnah kennenzulernen.

Inhalte:

Verschiedenste Instrumentelle Techniken in der praktischen Anwendung.

Literatur:

Wird vom Verantwortlichen gegebenenfalls für das jeweilige Praktikum bekannt gegeben.

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 43„Spezielle Immunologie“ (Advanced immunology)

Modul-Nr.: BCM WP 43

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Spezielle Immunologie (1 SWS)

S Spezielle Immunologie (1 SWS),

P Spezielle Immunologie (3 SWS),

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Sommersemester

Verantwortlicher Prof. Dr. R. Förster

Ansprechpartner/in Dr. G. Bernhardt

Dozenten Behrens, Bernhardt, Falk, Förster, Halle, Hardtke-Wolenski, Lochner, Prinz

Sprache Deutsch / Englisch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 5 LP

Eingangsvoraussetzungen Teilnahme am Modul Immunologie im WS

Studienleistungen Regelmäßige Teilnahme, Praktikumsprotokoll (Präsenzstudium 70 Std., Selbststudium 110 Std.), Klausur (2 Stunden)

Prüfungsleistungen Seminarvortrag, Praktikumsprotokoll

Medienformen Powerpoint Präsentationen, Praktikumsanleitung

Spezielle Immunologie (BCM WP 43)

Lernziele:

Vermittelt werden vertiefende Kenntnisse über spezielle Aspekte der Immunologie der Säuger. Die Inhalte orientieren sich dabei an aktuellen Forschungsvorhaben der beteiligten Arbeitsgruppenleiter. Diese werden von den Dozenten in einer Vorlesung vermittelt. In dazu gehörigen Seminarbeiträgen der Studenten sollen Fragestellungen und deren Lösung im Rahmen der Forschungsvorhaben und des erweiterten Forschungsumfeldes erarbeitet und diskutiert werden.

Inhalte: Funktion von Chemokinrezeptoren Intestinale Toleranz Funktion von Poliovirus-Rezeptor (CD155) und seiner Liganden im adaptiven Immunsystem Entwicklung und Funktion der Zellen des angeborenen Immunsystems mit Schwerpunkt auf NK- und γδT-Zellen Entscheidungsprozesse in der Entwicklung von Lymphozyten Adaptive Immunität gegen exogene und endogene Antigene

Praktikum:

Teilnahme an aktuellen Experimenten in den Labors der Dozenten; einwöchig.

Literatur:

Lehrbuch „Immunobiology“ von C.A. Janeway; ausgewählte Übersichtsartikel

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 44 „Neurobiochemistry in Health and Disease“ (Neurobiochemistry in Health and Disease)

Modul-Nr: BCM WP 44

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Aktuelle Themen der Neurowissenschaften (2 SWS)

P /S Neurobiochemie (3 SWS); 1 Woche Block ganztags, minimal 6 bis maximal 10 Personen; das Seminar findet während des Praktikums statt

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Sommersemester

Verantwortlich Prof. Dr. P. Claus

Ansprechpartner/in Prof. Dr. P. Claus

Dozenten P. Claus, N. Hensel, B. Förthmann, K. Haastert-Talini, R. Ratzka, H. Hildebrandt, S. Petri

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc., B. Sc.)

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 6 LP / 180 h

Eingangsvoraussetzungen Vorlesung: keine

Praktikum: Besuch der Vorlesung

Studienleistungen Vorlesung: Anwesenheit

Praktikum: Anwesenheit, Präsentation der Ergebnisse

Prüfungsleistungen Klausur (60 min)

Medienformen Powerpoint-Präsentationen, Handouts zu den Vorlesungen, aktuelle Primärliteratur, Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen

Vorlesung und Praktikum – Neurobiochemistry in Health and Disease

Lernziel:

Die Teilnehmer/-innen erwerben grundlegende Kenntnisse über das Nervensystem. Zunächst wird ein Überblick über die Anatomie und die Entwicklung des zentralen und peripheren Nervensystems geboten. Aktuelle Themen der Neurowissenschaften sollen dann anhand von verschiedenen neurologischen Erkrankungen diskutiert werden. Die Teilnehmer werden dadurch in die Lage versetzt, aktuelle Fachliteratur zu verstehen und kritisch zu diskutieren.

Im Praktikum mit Seminar wird das Wissen über die Struktur des Nervensystems anhand von makroskopischen und histologischen Präparaten vertieft. Im Labor werden primäre Neurone und Gliazellen kultiviert und für das Design eines zellulären Modells für eine neurodegenerative Erkrankung benutzt. Dieses Modell wird dann mit verschiedenen Methoden (Morphometrie, Analyse von Signaltransduktion) ausgewertet und die Ergebnisse kritisch diskutiert. In einem begleitenden Journal Club werden wir aktuelle Publikationen mit direktem Bezug zu den Themen des Praktikums besprechen. Die Teilnehmer/-innen stellen dazu jeweils ein Paper in Zweiergruppen gemeinsam vor. Weiterhin werden die aktuellen Forschungsprojekte des Instituts für Neuroanatomie vorgestellt und diskutiert.

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Inhalte Vorlesung: Einführung: Aufbau des Nervensystems

Entwicklung des Nervensystems

Zellbiologie und neuronale Schaltkreise

Axonaler Transport

Infektion und Nervensystem

Stammzellen des Nervensystems, Regeneration und neuronale Plastizität

Genetik und Biochemie neurodegenerativer Erkrankungen: Spinale Muskelatrophie (SMA)

Die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS)

Peripheres Nervensystem und Regeneration

Neurotransmitter und Erkrankungen der Basalganglien/ Synucleinopathien

Neurobiologie des Morbus Alzheimer

Inhalte Praktikum und dazugehöriges Seminar:

Neuroanatomie: Makroskopische Präparate von Gehirn und Rückenmark

Histologie des Nervensystems: Peripherer Nerv, Rückenmark, Hippocampus und Cerebellum.

Kryoschnitte des Gehirns und Nachweis von neurotrophen Wachstumsfaktoren

Kultur von Neuronen und Gliazellen

Zelluläre Modelle für SMA und ALS

Neurotrophe Wachstumsfaktoren und neuronale Morphologie

Neuronale Signaltransduktion

Journal Club zu aktuellen Publikationen

Aktuelle Forschung des Instituts für Neuroanatomie

Grundlegende Literatur:

Aktuelle Publikationen

M. Bear, B.W. Connors, M.A. Paradiso: Neuroscience: Exploring the Brain. 4th Edition. Wolters Kluwer, Philadelphia ; Baltimore, New York 2015

M.J. Zigmond, L.P. Rowland, J.T. Coyle: Neurobiology of Brain Disorders – Biological Basis of Neurological and Psychiatric Disorders. Elsevier, Amsterdam, 2014.

Kontakt / Information:

Prof. Dr. Peter Claus

Tel.: 0511-532-2932

Email: [email protected]

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 45 „Mesenchymale Stammzellen und deren Einsatz in der Forschung“

Modul-Nr: BCM WP 45

Modulbezeichnung Mesenchymale Stammzellen und deren Einsatz in der Forschung

Art der Lehrveranstaltung / SWS V + P + S Mesenchymale Stammzellen (5 SWS)

10 Wochen Montag und Donnerstag, minimal 4 bis maximal 8 Personen

Semester Jeweils im SS

Verantwortlich Prof. Dr. C. Krettek

Dozenten S. Noack, L. Schäck, C. Neunaber

Sprache Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Biochemie (M. Sc., B. Sc., Diplom)

Leistungspunkte/ Arbeitsaufwand 6 LP

Zulassungsvoraussetzungen: keine

Studienleistungen Anwesenheit, akzeptierte Protokolle, Vortrag und Klausur

Prüfungsleistungen Protokoll, Vortrag, Klausur

Didaktische Hilfsmittel: Powerpoint-Präsentation, Handouts, aktuelle Primärliteratur, Versuchsanleitungen zu den Praktikumsversuchen

Vorlesung, Praktikum und Seminar – Mesenchymale Stammzellen und deren Einsatz in der Forschung

Lernziel:

Die Teilnehmer erwerben grundlegende Kenntnisse über mesenchymale Stammzellen (MSC) und ihren Einsatz in der Forschung. Hierzu gehört es einerseits Grundlagenwissen über MSC zu erlangen und themenbezogene Fachliteratur verstehen zu können. Andererseits soll der kritische Umgang mit neuen Ideen für Einsatzmöglichkeiten der MSC in der Forschung hinterfragt werden.

Im Praktikum werden daher nicht nur die Standardmethoden im Umgang mit MSC erlernt, sondern auch Lösungsansätze bei auftretenden Problemen besprochen und angewandt. Weiterhin werden die aktuellen Forschungsprojekte der Experimentellen Unfallchirurgie vorgestellt und diskutiert. Hierdurch soll junger Forschungsnachwuchs auf das Thema MSC und deren Nutzen aufmerksam gemacht werden.

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Inhalte Vorlesung:

Einführung: Stammzellen allgemein und speziell Mesenchymale Stammzellen

Mesenchymale Stammzellen in vivo (Lokalisation/Nischen, Aufgaben)

Grundlegende Laboranalysemethoden (Zellkultur, FACS, Histologie, mRNA-Expressionsanalysen)

Mesenchymale Stammzellen in vitro (Gewinnung aus dem Knochenmark; Charakterisierung im Labor: Colony-Forming

Unit Assay, Analyse der Oberflächenantigene, Nachweis der Multipotenz / Differenzierungspotential)

Knochen- und Knorpelbildung ausgehend von Mesenchymalen Stammzellen

Einsatz von Mesenchymalen Stammzellen in der klinischen Forschung (Unfallchirurgie / Orthopädie)

Aktuelle Forschungsthemen der Experimentellen Unfallchirurgie

Inhalte Praktikum und dazugehöriges Seminar:

Isolierung Mesenchymaler Stammzellen über Dichtegradientenzentrifugation

Zellkulturtechniken mit Schwerpunkt Mesenchymale Stammzellen

Differenzierung der Mesenchymalen Stammzellen in die adipogene, osteogene und chondrogene Richtung

Analyse der Differenzierung:

o mRNA-Expression: RNA-Isolierung, cDNA-Synthese, quantitative Real-Time-PCR

o Histologie: Fixieren der Zellen, Schneiden der Chondrogenese-Pellets, Färbungen, Dokumentation

Analyse der Oberflächenantigene mittels Durchflusszytometrie

Colony-Forming Unit Assay

Aktuelle Forschung der Experimentellen Unfallchirurgie

Grundlegende Literatur:

Aktuelle Publikationen

Kontakt / Information:

Dr. Sandra Noack

Tel.: 0511-532-2929

Email: [email protected]

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 46 „Molekulare Signalwege im Skelettmuskel und Herz:

Adaptationen, Stammzellen, Telomere, lncRNAs, Ischämie, Remodelling“

(Molecular signaling pathways in skeletal muscle and heart)

Modul-Nr.: BCM WP 46

Art der Lehrveranstaltung / SWS 2 V Molekulare Signalregulation

1 S Molekulare Signalregulation

5 P Molekulare Signalregulation

Dauer / Angebotsturnus Blockveranstaltung 13 Tage/ 110 Std./ Jährlich

Semesterlage Sommersemester

Verantwortlicher PD Dr. Renate Scheibe

Ansprechpartner/in PD Dr. Renate Scheibe

Dozenten Scheibe R., Bär C., Tegtbur U., Fraccarollo D., Fielitz J. und Mitarbeiter/innen der Abteilungen

Sprache Deutsch/Englisch

Zuordnung zum Curriculum M. Sc. Biochemie

Leistungspunkte / Arbeitsaufwand 8 LP

Eingangsvoraussetzungen Grundkenntnisse in Biochemie, Molekularbiologie

Studienleistungen Regelmäßige Teilnahme, Einzelpräsentationen, akzeptierte Protokolle

Prüfungsleistungen Seminarleistung - mit Benotung: ausgearbeitete Vorträge (Powerpoint-Präsentation von wissenschaftlichen Publikationen mit anschließender Diskussion)

Medienformen Handouts, aktuelle Primärliteratur

Blockkurs: Molekulare Signalregulation im Skelettmuskel und Herz

Lernziele: Die Studierenden erhalten grundlegende und von ausgewählten Kapiteln vertiefte Kenntnisse molekularer Regelmechanismen der Zellen des Skelettmuskels und des Herzens. Sie entwickeln Verständnis für biochemische und molekulare Zusammenhänge und erwerben Kompetenzen bezüglich der Verknüpfung pathobiochemischer und pathophysiologischer Abweichungen mit daraus resultierenden Erkrankungen. Die Studierenden entwickeln in Übungen die Fähigkeit, wissenschaftlich zu denken und wissenschaftliche Publikationen kritisch zu bewerten. Dazu sollen in Seminaren Ergebnisse aus der aktuellen Literatur analysiert, in englischer Sprache vorgestellt und diskutiert werden. Die Studierenden können desweiteren die Ergebnisse ihrer in Kleingruppen durchgeführten Versuche analysieren und fachgerecht in der Gruppe referieren.

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Inhalte: Inhalte:

Im Rahmen des Blockkurses sollen Kenntnisse zu ausgewählten Kapiteln vermittelt werden, die aktuelle Fragestellungen der unten dargestellten Forschungsbereiche im Skelettmuskel und im Herzen bearbeiten.

Im Skelettmuskel: Adaptationen/Fasertypen, Stammzellen, Ageing, Proteinabbau/Ubiquitinsystem

- Regulation der Genexpressionen im langsamen Skelettmuskel, post-translationale Modifikationen, Transkriptionsfaktoren NFATc und Ca2+-Pumpe SERCA2a, Einfluss des p38-MK2/3-Signalweges; Kultivierung, Differenzierung/Fusionierung von Muskelzelllinien, Western Blots, transiente Transfektionen, Promoter-Reporter Assays.

- Welche Signalwege werden durch unterschiedliche Skelettmuskelaktivität oder Inaktivität reguliert? - Translationale Biochemie: Analysen von ‚Exercise‘-induzierten Stoffwechselmetaboliten, - Was sind eigentlich Myokine und PGC1? - Adaptationen der Muskelfasertypen; Fasertypen mit den schnellen/langsamen schweren Ketten des Myosins

(MyHC Isoformen), mitochondriale Atmung/Glykolyse in intakten, lebenden Muskelzellen und in Zellkultur; RNA-Isolierung, cDNA-Synthese, qRT-PCR; - Adulte Muskel-Regeneration (‘Damage-Reparatur‘) - - embryonale Stammzellen (Satellitenzellen) des Skelettmuskels; - Ageing: Alterungsprozesse des Skelettmuskels.

- Pathologie der quergestreifeten Skelett- und Herzmuskulatur, Regulation des Proteinabbaus durch das Ubiquitinsystem und Folgen eines pathologisch gestörten Abbaus, RING-Finger E3 Ligase MuRF; Analysen von MuRF-/ --Muskeln, histologische Färbungen, Darstellung pathologischer Proteinaggregate.

Im Herz: Telomere, lncRNAs, Stammzellen, Ischämie, Remodelling

- Nicht-kodierende RNAs (long non-coding RNA, lncRNA) - in der kardialen Hypertrophie – was weiß man bisher?

- Kardiale Hypertrophie, Kryo-Schnitte, ‚Wheat Germ Agglutinin‘-Färbung; lncRNA Chast (Cardiac hypertrophy associated transcript);

- Myokardiale Alterung/Seneszenz - welche Rolle spielen Telomere und Telomerase - Telomerase-Enzymaktivitäten

‚Telomere Repeat Amplification Protocol‘ (TRAP), relative Telomerlängenbestimmung, Tel-qPCR; - Stammzellen im Herzen (hiPSC – human induced pluripotent stem cells) Differenzierung zu Herzmuskelzellen –

morphologische und funktionelle Unterschiede? Vergleich Primärzellen (HUVEC); - Ischämische Schäden z.B. Herzinfarkt: welche Anpassungsmechanismen/ ‘Remodelling‘ finden statt? – Adaptives und

maladaptives myokardiales Remodellings, reverses Remodelling und zellulären Alterung;

- Primäre Zellkultur aus adulten kardialen Fibroblasten/Myofibroblasten;

- Phänotypisierung (FACS-Analyse) isolierter kardialer Fibroblasten/Myofibroblasten; Paraffinschnitte - Immunhistochemie

- Transkriptom-Analyse (RNA-Seq, Microarray) – am Beispiel isolierter kardialer Fibroblasten/ Myofibroblasten.

Kritische Beurteilung wissenschaftlicher Publikationen, Strukturierung wissenschaftlicher Referate. Bei Anmeldung zum Blockkurs werden als Referatsthemen zu bearbeitende Publikationen zugeteilt.

Literatur: Bruce Alberts et al.: Essential Cell Biology; aktuelle Literatur

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BCM WP 47 „Molekularbiologie und Biochemie von Krebserkrankungen 1 (Molecularbiology and biochemistry of cancer)

Modul-Nr.:

BCM WP 47

Art der Lehrveranstaltung / SWS Seminar / 2 SWS

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Wintersemester

Verantwortlich Dr. Tran

Ansprechpartner/in Dr. Tran

Dozenten Tran, Tamura-Niemann

Sprache Deutsch und Englisch

Zuordnung zum Curriculum B.Sc. Biochemie

Leistungspunkte/ Arbeitsaufwand 2 LP / 60 h

Eingangsvoraussetzungen: Molekularbiologie und Biochemie von Krebserkrankungen I

Studienleistungen Anwesenheit

Prüfungsleistungen Seminarvortrag

Medienformen

Seminar

Lernziel(e): Das Modul soll den Studierenden Kenntnis grundlegender molekular- und zellbiologischer Aspekte und biochemischer Abläufe in Krebserkrankungen sowie einen Überblick über den aktuellen Stand der Krebsforschung vermitteln. Das Modul soll die Studierenden zu nachfolgenden fachlichen und überfachlichen Kompetenzen und Lernergebnissen führen: Die Studierenden sind nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls in der Lage, 1. konkrete Termini und Fakten unseres heutigen Wissensstandes zu molekularen Vorgängen in Krebserkrankungen zu

benennen und zu umreißen 2. anhand von Originalliteratur wissenschaftliche Untersuchungen darzustellen und Hintergründe zu erläutern 3. anhand der vorgestellten Beispiele zu überdenken, wie wissenschaftliche Fragen aufgestellt und bearbeitet werden

können

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Inhalte: Fachliche Inhalte des Moduls sind: Krebsbiologie, Onkogene, Tumorsuppressoren, veränderte Signalwege in Krebs: Zellzykluskontrolle,

Überlebenssignale/Apoptose, Immortalisierung Exom-Sequenzierung, Whole Genome-Sequencing, Next-Generation Sequencing, Mutationsanalyse in Krebserkrankungen

(Driver/Bystander-Mutationen), Veränderungen in regulatorischen Elementen, Epigenetik, in silico-Analysen: öffentlich zugängliche Datenbanken und Analyse-Algorithmen (ENCODE: Expressionsmuster; non-coding RNAs)

RNA-Prozessierung in Krebs Cancer Initiating Cells Die Rolle des Microenvironment Überfachliche Inhalte des Moduls sind: Die Darstellung historischer wissenschaftlicher Findungsprozesse und die Gegenüberstellung von Wissen und Wissenslücken sollen Neugier und analytische Fähigkeiten wecken. Erfassen von Originalliteratur und Aufbau eines Vortrags

Literatur:

Alberts et al.: Molecular biology of the Cell (Garland Science),

Voet, Voet: Biochemistry (Wiley and Sons),

Aktuelle Primärliteratur

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

BCM WP 48 „Molekularbiologie und Biochemie von Krebserkrankungen 2: molekulare Therapieansätze“ (Molecularbiology and biochemistry of cancer II: )

Modul-Nr.:

BCM WP 48

Art der Lehrveranstaltung / SWS Seminar / 2 SWS

Dauer / Angebotsturnus 1 Semester / Jährlich

Semesterlage Sommersemester

Verantwortlich Dr. Tran

Ansprechpartner/in Dr. Tran

Dozenten Tran, Tamura-Niemann

Sprache Deutsch und Englisch

Zuordnung zum Curriculum B.Sc. Biochemie

Leistungspunkte/ Arbeitsaufwand 2 LP / 60 h

Eingangsvoraussetzungen: Molekularbiologie und Biochemie von Krebserkrankungen I

Studienleistungen Anwesenheit

Prüfungsleistungen Seminarvortrag

Medienformen

Seminar

Lernziel(e): Dieses Modul baut auf dem Modul „Molekularbiologie und Biochemie von Krebserkrankungen I“ auf und führt die dort vorgestellten molekularen Grundlagen von Krebserkrankungen weiter in Richtung auf bereits etablierte und mögliche zukünftige Anwendungen in der Therapie. Das Modul soll die Studierenden zu nachfolgenden fachlichen und überfachlichen Kompetenzen und Lernergebnissen führen: Die Studierenden sind nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls in der Lage, 1. Zusammenhänge zwischen molekularen Mechanismen in Krebserkrankungen herzustellen 2. therapeutische Erfolge und Rückschläge zu identifizieren und zu hinterfragen 3. Denkansätzen zur Ausnutzung molekular-/zellbiologischer, biochemischer Eigenheiten in Krebserkrankungen für

Diagnose und Therapie zu erfassen

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Modulhandbuch Master-Studiengang Biochemie

Inhalte: Krebstherapie bis heute: Von der Chemotherapie zur zielgerichteten Therapie (Biomoleküle, niedermolekulare Inhibitoren) Wie findet man neue mögliche therapeutische Zielmoleküle (Transkriptomanalysen, Mutations-Analysen) und

Zielstrukturen (Strukturanalyse)? Immuntherapeutische Ansätze Biomarker Gentherapie: CRISPR/CAS, virale Vektoren

RNA-Interferenz, Applikationsmöglichkeiten (chemische Modifikationen, Überfachliche Inhalte des Moduls sind: Die Darstellung historischer wissenschaftlicher Findungsprozesse und die Gegenüberstellung von Wissen und Wissenslücken

sollen Neugier und analytische Fähigkeiten wecken.

Erfassen von Originalliteratur, Aufbau eines Vortrags

Literatur:

Alberts et al.: Molecular biology of the Cell (Garland Science),

Voet, Voet: Biochemistry (Wiley and Sons),

Aktuelle Primärliteratur