Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht

Präsentation zum Thema: "Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht"—  Präsentation transkript:

1 Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht
Mag. Katrin EISBACHER, BRG Salzburg Dr. Bernhart RUSO, TU Wien

2 Erkennen von Information im Körper
Das Immunsystem Erkennen von Information im Körper Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

3 Schlüssel-Schloss-Prinzip
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4 Induced Fit Hand-im-Handschuh-Prinzip
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5 Enzyme – aktive Zentren
Asparaginsäure Glycin Valin Threonin Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

6 Bestandteile des Immunsystems
mechanische Barrieren humorales Immunsystem Antikörper Komplementsystem Interleukine zelluläres Immunsystem B-Lymphozyten Granulozyten NK-Zellen Makrophagen T-Zellen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

7 Lysozym http://www.biologie.uni-hamburg.de/lehre/bza/1hew/1hewm.htm
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8 Lysozym H Glutaminsäure
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9 Lysozym Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

10 Mechanische Barrieren Lysozym
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11 Bestandteile des Immunsystems
mechanische Barrieren humorales Immunsystem Antikörper Komplementsystem Interleukine zelluläres Immunsystem B-Lymphozyten Granulozyten NK-Zellen Makrophagen T-Zellen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

12 Zelluläre Bestandteile – B-Lymphozyten
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13 Struktur von Antikörpern - Papain
Cystein Histidin Asparaginsäure Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

14 Papain - Acylierung Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

15 Papain - Deacylierung Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

16 Limited Digest mit Papain
Ergebnis: Antikörper bestehen aus zwei antibindenden Fragmenten Fab und einem kristallisierbaren Fragment Fc Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

17 Bildung von Präzipitaten
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18 Aufbau von Antikörper Fab Fc
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19 Aktives Zentrum Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

20 Bestandteile des Immunsystems
mechanische Barrieren humorales Immunsystem Antikörper Komplementsystem Interleukine zelluläres Immunsystem B-Lymphozyten Granulozyten NK-Zellen Makrophagen T-Zellen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

21 Komplementsystem Komplementfaktoren C1 bis C9 Mannose-bindendes Lektin
C1r, C1s, MASP-1 bis MASP-3 es entstehen Anaphylatoxine C5a, C2b Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

22 Komplementfaktor C1 Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

23 Bestandteile des Immunsystems
mechanische Barrieren humorales Immunsystem Antikörper Komplementsystem Interleukine zelluläres Immunsystem B-Lymphozyten Granulozyten NK-Zellen Makrophagen T-Zellen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

24 Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

25 Immunoglobulinfaltung
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26 Bindungsstellen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

27 Ig-Klassen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

28 Funktionen des Humoralen IS
Opsonierung Aktivierung des Komplementsystems direkte Inaktivierung durch Antikörper Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

29 Vielfalt der Antikörper
Tierisches Lebewesen kann ca. 1 Mio unterschiedlicher Antikörper bilden je 300 Gene für variable Regionen der schweren und leichten Ketten ergeben Varianten in der Keimbahn Somatische Rekombination Somatische Mutation Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

30 Bestandteile des Immunsystems
mechanische Barrieren humorales Immunsystem Antikörper Komplementsystem Interleukine zelluläres Immunsystem B-Lymphozyten Granulozyten NK-Zellen Makrophagen T-Zellen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

31 Giemsa-Färbung Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

32 Neutrophile Granulozyten
saure Hydrolasen Defensine Myeloperoxidasen Elastase Kollagenase Neuramidase Cathepsin G Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

33 Enzyme in Neutrophilen
Elastase Kollagenase spaltet nach Prolin statt SH Cystein Serin Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

34 Cathepsin G NH Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

35 Defensine Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

36 Eosinophile Granulozyten
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37 Basophile Granulozyten
Histamin Heparin Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

38 Bestandteile des Immunsystems
mechanische Barrieren humorales Immunsystem Antikörper Komplementsystem Interleukine zelluläres Immunsystem B-Lymphozyten Granulozyten NK-Zellen Makrophagen T-Zellen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

39 Natürliche Killerzellen
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40 MHC-I-Komplex Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

41 Bestandteile des Immunsystems
mechanische Barrieren humorales Immunsystem Antikörper Komplementsystem Interleukine zelluläres Immunsystem B-Lymphozyten Granulozyten NK-Zellen Makrophagen T-Zellen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

42 Makrophagen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

43 MHC-II-Komplex Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

44 Bestandteile des Immunsystems
mechanische Barrieren humorales Immunsystem Antikörper Komplementsystem Interleukine zelluläres Immunsystem B-Lymphozyten Granulozyten NK-Zellen Makrophagen T-Zellen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

45 Zelluläre Bestandteile – T-Lymphozyten
T-Helferzellen T-Gedächtniszellen Cytotoxische T-Zellen T-Suppressorzellen Regulatorische T-Zellen (TReg) NK-T-Zellen γδ T-Lymphozyten Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

46 T-Zell-Rezeptor Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

47 Immunoglobulin-Superfamilie
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48 Bestandteile des Immunsystems
mechanische Barrieren humorales Immunsystem Antikörper Komplementsystem Interleukine zelluläres Immunsystem B-Lymphozyten Granulozyten NK-Zellen Makrophagen T-Zellen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

49 Humorales Immunsystem - Interleukine
Quelle Ziel IL1 Makrophagen, B-Zellen Kostimulation von T-Helferzellen, Entwicklung von B-Zellen, Aktivierung von NK-Zellen, Fieber IL2 T-Helferzellen Stimuliert Wachstum und Differnzierung von T-Zellen IL3 Aktivierte T-Helferzellen, NK-Zellen Wachstum und Differenzierung von Erythrozyten, Granulozyten aus Stammzellen IL 15 Mononukleare Phagozyten Induziert die Produktion von NK-Zellen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

50 Humorales Immunsystem - IL-1 IL1R1
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51 Quellen Wikipedia www.sigmaaldrich.org
Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie „Das Immun- und das Nervensystem. Vorprogrammierte Systeme zur Reaktion auf das Unerwartete“, Nachrichten der Akademie der Wissenschaften in Göttingen, Jahrgang 2000, Nr. 5 Lehninger „Biochemie“ Springer-Verlag 2001 Dose „Biochemie - Eine Einführung“ Springer-Lehrbuch 1994 Stryer „Biochemie“ Springer-Verlag 1991 Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso