Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht Mag. Katrin EISBACHER, BRG Salzburg katrin.eisbacher@gmx.at Dr. Bernhart RUSO, TU Wien bernhart@ruso.at

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

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

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

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

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

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

Lysozym H Glutaminsäure Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

Lysozym Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

Mechanische Barrieren Lysozym Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

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

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

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

Papain - Acylierung Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

Papain - Deacylierung Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

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

Bildung von Präzipitaten Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

Aufbau von Antikörper Fab Fc Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

Aktives Zentrum Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

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

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

Komplementfaktor C1 Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

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

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

Immunoglobulinfaltung Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

Bindungsstellen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

Ig-Klassen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

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

Vielfalt der Antikörper Tierisches Lebewesen kann ca. 1 Mio unterschiedlicher Antikörper bilden je 300 Gene für variable Regionen der schweren und leichten Ketten ergeben 90 000 Varianten in der Keimbahn Somatische Rekombination Somatische Mutation Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

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

Giemsa-Färbung Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

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

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

Cathepsin G NH Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

Defensine Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

Eosinophile Granulozyten Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

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

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

Natürliche Killerzellen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

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

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

Makrophagen Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

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

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

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

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

Immunoglobulin-Superfamilie Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso

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

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

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

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 www.expasy.ch Lehninger „Biochemie“ Springer-Verlag 2001 Dose „Biochemie - Eine Einführung“ Springer-Lehrbuch 1994 Stryer „Biochemie“ Springer-Verlag 1991 Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso