Dieser Kurs ist relevant für die Module:

13-121-1120 Protein Crystallography

13-121-1121 Vertiefende Proteinkristallographie

13-BCH-0705 Proteinkristallographie


Students of Chemistry/Biochemistry will learn the practical aspects of

  • data reduction of diffraction images
  • phasing using anomalous dispersion 
  • model building and refinement of a protein structure
  • structure validation
  • preparation of molecular figures 


Es wird die Entwicklung der Massenspektrometrie bis zu den modernen Geräten und Ionisierungsmethoden (EI, CI, FAB, ESI, MALDI) vorgestellt. Die Prinzipien der wichtigsten Typen von Massenspektrometern (Sektorfeld-, Quadrupol-, TOF-, Ionenfallen-, ICR-MS) werden mit den theoretischen Grundlagen und ihrer Funktionsweise an Beispielen aus unterschiedlichen Bereichen der Chemie und Biochemie erklärt. Ein Fokus liegt auf dem Gebiet der Biomoleküle, insbesondere der Peptid- und Proteinanalytik. Am Beispiel organischer und anorganischer Verbindungen werden Zerfallsreaktionen erläutert und Massenspektren ausgewertet. Ferner werden MALDI-PSD (PSD, post-source decay) und Tandem-Massenspektren (ESIMS/MS) zur Aufklärung von Peptidsequenzen und der Identifizierung posttranslationaler Modifikationen (z.B. Phosphorylierung) behandelt. In diesem Zusammenhang werden auch neueste Software-Entwicklungen zur automatisierten Datenanalyse und on-line-Techniken beschrieben.

Die Vorlesung erläutert die Grundlage der Geräte und Techniken, was in praktischen Übungen vertieft wird, um die Struktur unbekannter Substanzen aufzuklären und diese zu quantifizieren. Die Vorlesung beschreibt die Anwendungsbreite und methodische Grenzen moderner höchst auflösender Massenspektrometer einschließlich der technischen Umsetzung in der gesamten Breite der Analytik und Bioanalytik. Die Strukturaufklärung wird für Biopolymere, sowohl mittels manueller Interpretation, als auch mittels moderner Programme geübt. Ferner werden wichtige bioinformatorische Ansätze zur Aufklärung biochemischer und medizinischer Zusammenhänge aufgezeigt. Ein weiterer Aspekt umfasst massenspektrometrische Bildgebungsverfahren („MS-Imaging“).

Die Identifizierung und Quantifizierung möglichst vieler Substanzen in komplexen Probengemischen, wie Körperflüssigkeiten erfordern die Kombination mehrerer Trenntechniken mit massenspektrometrischen Methoden. Vermittelt werden häufig eingesetzte Trenntechniken mit hoher Auflösung, einschließlich mehrdimensionaler chromatographischer und elektrophoretischer Trennungen. Die Möglichkeiten und Anforderungen dieser Techniken in Kombination mit schnellen hochauflösenden Massenspektrometern werden an Beispielen der Proteomics, Lipidomics, Peptidomics und Metabolomics ausführlich dargestellt und erarbeitet.
Thema der Vorlesung sind biochemische Grundlagen und Methoden in der Produktion und Analytik von Proteinen und DNA. Im Einzelnen werden Proteinanalytik (Proteinfällung, Zentrifugation, Ultrafiltration, Dialyse, Chromatographische Methoden, Konzentrationsbestimmung, Elektrophorese, Western Blot, Immunologische Methoden, Massenspektrometrie, UV-Spektroskopie, Posttranslationale Modifizierungen), der Nukleinsäureanalytik (Fällung und Aufreinigung, UV-Spektroskopie, Gelelektrophorese, Sequenzierung), Proteinproduktion für die Strukturanalytik (Molekularbiologie: Genklonierung, mikrobiologische Methoden, Isolierung und Amplifikation von DNA, PCR, Mutagenese, Zellanzucht; rekombinante Proteinexpression: in vitro Translation, Proteinfaltung) und Peptide in der biochemischen Forschung (Peptidsynthese, Peptidsequenzierung) behandelt.

Einführung in die organische Massenspektrometrie:

1. Vorbemerkungen und Prinzipien               

2. Ionenquellen

3. Massenanalysatoren

4. EI-Fragmentierung

5. ESI-Fragmentierungen

6. Übungen zu organischen Verbindungen