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

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Präsentation zum Thema: "Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht Mag. Katrin EISBACHER, BRG Salzburg Dr. Bernhart RUSO, TU Wien"—  Präsentation transkript:

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

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

3 Schlüssel-Schloss-Prinzip Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 3

4 Induced Fit Hand-im-Handschuh-Prinzip Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 4

5 Enzyme – aktive Zentren Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 5 Asparaginsäure Glycin Valin Threonin

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 6

7 Lysozym Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 7

8 Lysozym Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 8 H Glutaminsäure

9 Lysozym Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 9

10 Mechanische Barrieren Lysozym Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 10

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 11

12 Zelluläre Bestandteile – B-Lymphozyten Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 12

13 Struktur von Antikörpern - Papain Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 13 Cystein Histidin Asparaginsäure

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

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

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

17 Bildung von Präzipitaten Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 17

18 Aufbau von Antikörper Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 18 F ab FcFc

19 Aktives Zentrum Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 19

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 20

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

22 Komplementfaktor C1 Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 22

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 23

24 Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 24

25 Immunoglobulinfaltung Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 25

26 Bindungsstellen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 26

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

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

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 29

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 30

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

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

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

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

35 Defensine Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 35

36 Eosinophile Granulozyten Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 36

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

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 38

39 Natürliche Killerzellen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 39

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

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 41

42 Makrophagen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 42

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

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 44

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

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

47 Immunoglobulin-Superfamilie Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 47

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 48

49 Humorales Immunsystem - Interleukine QuelleZiel IL1Makrophagen, B-Zellen Kostimulation von T-Helferzellen, Entwicklung von B-Zellen, Aktivierung von NK-Zellen, Fieber IL2T-HelferzellenStimuliert Wachstum und Differnzierung von T- Zellen IL3Aktivierte T- Helferzellen, NK-Zellen Wachstum und Differenzierung von Erythrozyten, Granulozyten aus Stammzellen IL 15Mononukleare Phagozyten Induziert die Produktion von NK-Zellen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 49

50 Humorales Immunsystem - IL-1 IL1R1 Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 50

51 Quellen Wikipedia 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 51


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