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Teaching

Vorlesungen und Veranstaltungen im Sommersemester 2018


Oberseminar Bioinorganic Chemistry

Mondays In C4.005 .

Mo, 2.7.2018, 8.00 Uhr

Group outing

Mo, 9.7.2018, 9.00 Uhr

Johann

Synthesis of substrates for the investigation of a-KG-dependent Fe(IV)=O hydroxylases and their model complexes

Mo, 16.7.2018, 9.00 Uhr

Kerstin

Immobilized Fe(IV)=O catalysts

Mo , 30.7.2018, 9.00 Uhr

Lena

Tips and Tricks for the Lab


Anorganisch-chemisches Kolloquium



T1ZI-MP, Donnerstags 17.00-19.00 ct, Baeyer

Auch dieses Semester haben wir wieder spannende Vorträge im Programm!


Bioanorganische Chemie - AC6

Ab dem 10.04.2018 immer Dienstags um 9.15-10.45 Uhr im Wieland Hörsaal

ACHTUNG: Keine Vorlesung am 22.5.18!

Da am Dienstag 22.5.2018 laut LMU keine Vorlesung stattfinden soll (danke für den Hinweis) können die Interessierten (ich hoffe doch alle :) ) unter Ihnen stattdessen den begleitenden Artikel The Iron in Our Blood That Keeps and Kills Us, von Bradley Wertheim in The Atlantic lesen (Alle Infos und Materialien im Moodle). Es geht hier um einen interessanten (und modernen) Fall der Pest. Der Artikel zeigt schön die anorganische Seite gesellschaftlicher Themen wie Evolutionsbiologie, Umwelt- und erbliche Einflüsse auf Krankheiten und die Zusammenhänge zwischen Biologie, Medizin und Geschichte auf. Der Artikel selbst enthält wenig Chemie, erleichtert Ihnen aber hoffentlich die Relevanz der bioanorganischen Chemie von Eisen zu verinnerlichen. Dazu gibt es auch einige Übungs-Fragen die Sie mit Hilfe der bisherigen Vorlesung und dem Internet gut bewältigen können sollten und die eine gute Vorbereitung für die nächste Stunde darstellen. Wir werden die ersten 10 Minuten der nächsten Stunde kurz damit verbringen, Notizen zu vergleichen aber es ist wirklich wichtig, dass Sie die Aufgaben vorher bearbeiten damit wir nicht zu viel Zeit verlieren.

Spielregeln: Klausuren Donnerstag 10:15 bis 11:45 19.07.2018 Buchner und Freitag 10:15 bis 11.45 21.09.2018 Baeyer
Anmeldung zu den Klausuren ist Pflicht! Wenn es nicht über LSF geht, dann scheiben Sie eine Email! Wer nicht angemeldet ist, schreibt nicht mit!

Nützliche Infos: Folien und begleitendes Material gibt es zu Beginn des Semesters im Moodle Kurs zum Download, der Einschreibschlüssel wird in der Vorlesung bekannt gegeben Sie können sich aber auch an die Fachschaft wenden. Wenn Sie ein Smartphone besitzen, können Sie sich die Socrative App herunterladen. Ich werde regelmäßig während der Vorlesung multiple Choice und kurze Aufgaben stellen, die Ihnen helfen sollen den gelernten Stoff zu vertiefen und einzuüben. Der dazugehörige virtuelle Classroom Key wird ebenfalls in der Vorlesung bekannt gegeben.

Inhalt:

1. Allgemeines, Transport und Speicherung von Metallionen, Störungen des Metallhaushalts, Chemische und Biologische Evolution, Verfügbarkeit, Mangel und Toxizität von Elementen, biologische Liganden und deren Bindungsmodi, Kinetische und thermodynamische Stabilität, Eisentransport: Ferritin/Transferrin/Siderophore, Chelattherapie, Menke, Wilson und Hämochromatose Krankheitsbilder

2. Freie Metallionen in Biologischen Systemen: Alkalimetalle (Ionophore, Ionenkanäle, Valinomycin, Gramicidin, Tetrodotoxin Na+/K+ ATPase)

3. Metalle im Zentrum der Photosynthese: Photosystem I+II, Chlorophyll, Wasseroxidation, bioinspirierte Komplexe, künstliche Photosynthese

4. Biomineralisation: Endo-/Exoskelette, Osteoporose, Magnetit-Sensoren in Magnetotaktischen Bakterien und Brieftauben, Kieselalgen und Brennnessel, Kroallen und Ozeanversauerung, das andere CO2 Problem, Gleichgewichte

5. Zink und Cadmium: Carboanhydrase (CA), Cadmium abhängige-CA und Modellkomplexe, Alkoholdehydrogenase, Aldehyddehydrogenase, Phosphatasen, Bioremediation, Metallo-ß-lactamasen und Antibiotika

6. Sauerstofftransport durch Metalloproteine und Atmungskette: O2-transport durch Hämoglobin/Myoglobin/Hämocyanin und Hämerythrin, Cytochrom c Oxidase, Giftigkeit von CN vs CO, Reaktive Sauerstoffspezies, Superoxiddismutase, Katalase

7. Elektronentransfer durch Metalloproteine: Redoxpotentiale, Kupferproteine, Eisen Schwefel Cluster, Ferredoxin, Rieskezentren und Modelle, Cytochrome, Ru(Bipy)2ImHis Tags für Elektronentransferstudien, Marcus Theorie

8. Mechanismen von ausgewählten Metalloenzymen: Molybdoproteine, Xanthinoxidase und Allopurinol, Sulfitoxidase, Nitrogenasen und Modelle, Urease, Cytochrom P450, Hydrogenase, Violette Saure Phosphatase

9. Organometallische Biomoleküle: Cobalamin, Vitamin B12, Kupfer-Sensoren für Ethylen

10. Metalle in der Medizin: Metallkomplexe für therapeutische und diagnostische Zwecke, Technetium, Gd-MRI Kontrastreagenzien, Cisplatin, PhotoCORMS, PET, Radionuklide, Auranofin, Malaria, Lithium

Literatur:

The Chemistry of Evolution - The Development of our Ecosystem, R.J.P. Williams, J.J.R. Fraústo da Silva, Elsevier 2006

Concepts and Models in Bioinorganic Chemistry, H.-B. Kraatz, N. Metzler-Nolte VCH 2006

Biological Inorganic Chemistry: Structure and Reactivity, I. Bertini, H.B. Gray, E. I. Stiefel Univ Science Books 2006

Bioinorganic Chemistry - Inorganic Elements in the Chemistry of Life: An Introduction and Guide, W. Kaim, B. Schwederski, A. Klein 2nd Edition Wiley 2013

Principles of Bioinorganic Chemsitry, S. J. Lippard, J. M. Berg, USB, Mill Valley 1994

Metals in Medicine, J. C. Dabrowiak, Print ISBN:9781119191308, Wiley 2017.

Empfehlenswert ist das alte AC6 Skript von Prof. Klüfers und das Buch: Bioanorganische Chemie: Metalloproteine, Methoden und Konzepte S. Herres-Pawlis, P. Klüfers, ISBN: 978-3-527-33615-9 Wiley-VCH, Weinheim 2017 (mehrere Exemplare in der Bibliothek verfügbar!)


Seminar zur Vorbereitung auf Prüfungen (Staatsexamen - nicht vertieft) im Fach Chemie

Donnerstags, 9.00-12.00 ct, C 0.003, Start 12.04.2018 bis 12.07.2018

In Teil 1 dieses Seminars werden wir die wichtigsten Themengebiete der allgemeinen, anorganischen und physikalischen Chemie wiederholen. Teil 2 (Organische Chemie) wird ab der Mitte des Semesters von Frau Dr. Claudia Meier gehalten.

Dieses Seminar richtet sich insbesondere an Studenten die Chemie (nichtvertieft) auf Lehramt studieren. Alte Aufgaben aus Staatsexamen werden im Rahmen der Vorlesung besprochen und Konzepte werden im Zusammenhang mit technischen Prozessen und Phänomenen im Alltag diskutiert. In der ersten Stunde werden wir uns außerdem auf die Inhalte, die wir verstärkt behandeln werden einigen (je nachdem ob und wo Wiederholungs- oder zusätzlicher Erklärungsbedarf besteht).

Gibt es spezielle Themen oder bestimmte Stex Aufgaben die Sie besonders wichtig finden? Schreiben Sie uns VORAB eine Email! Wir richten uns bei der Gestaltung des Seminars auch nach Ihnen um einen bestmögliche Vorbereitung zu bieten.

Spielregeln

Teilnahmebedingungen - ECTS – Anrechnung:

• Für AC und OC Teil wird an jeden Studenten während des Seminars je eine Aufgabe verteilt. Diese muss während des Semesters gelöst werden und bei der jeweiligen Dozentin bis zum 7.6.18 (AC) bzw. 5.7.18 (OC) eingereicht werden.

• Aufgaben müssen persönlich im Seminar abgeholt werden:

–Aufgaben für AC gibt es am 26.4.18 und 3.5.18

–Aufgaben für OC gibt es am 14.6.18 und 21.6.18

–Aufgaben werden nicht per Email verschickt.

•Eine regelmäßige Teilnahme am Seminar wird empfohlen.

•Die geführte Anwesenheitsliste dient zur Erhebung von Statistiken.

Weitere Infos: Folien und begleitendes Material gibt es im Moodle Kurs zum Download, der Einschreibschlüssel wird in der Vorlesung bekannt gegeben. Wenn Sie ein Smartphone besitzen, können Sie sich die Socrative App herunterladen oder die Socrative Webseite aufrufen. Ich werde regelmäßig während der Vorlesung multiple Choice und kurze Aufgaben stellen, die Ihnen helfen sollen den gelernten Stoff zu vertiefen und einzuüben. Der dazugehörige virtuelle Classroom Key wird ebenfalls in der Vorlesung bekannt gegeben.




Vorlesungen im Wintersemester 2017/18

Spektroskopische Methoden in der Bioanorganischen Chemie/Spectroscopic Methods in Bioinorganic Chemistry for Master Students

Description: Bioinorganic Chemistry lies at the interface of inorganic chemistry and biochemistry. To understand the fundamental processes in nature where metal ions and inorganic elements are key players is the essence of bioinorganic chemistry. The bioinorganic chemist’s toolbox expands well past the usually employed methods in organic chemistry where for example NMR and IR are routinely used. During this semester you will be introduced to the main spectroscopic methods used for the characterization of proteins, metalloenzymes and metals at the center of important biological processes (photosynthesis, oxygen transport, nitrogen fixation etc.). Electron Paramagnetic Resonance EPR, Circular Dichroism CD and Magnetic Circular Dichroism MCD Spectroscopy or Mößbauer Spectroscopy will be discussed among other methods. You will learn about the underlying physical principles but also get practical tips for data interpretation and sample preparation. Ultimately, this lecture should help you decide which methods can be used for the characterization of a given coordination complex, metalloenzyme or bioinorganic problem/reaction mechanism.

Enzymes are not your thing? No problem! These methods apply to other fields as well. For example, the Mars Rovers Spirit and Opportunity both had Mini-Mößbauer spectrometers on board to help analyze iron compounds in soil samples. EPR is often used to study organic radicals.

Interested? Lecture will take place Fridays from 9-11pm in the Willstätter Lecture Hall. (T1IG-4-M) 2SWS, The lecture will be held in English.

Content

  1. Mössbauer spectroscopy
  2. X-ray absorption spectroscopy (XAS)
  3. UV/Vis spectroscopy
  4. Ligand Field Theory Revisited
  5. Circular Dichroism (CD) and Optical Rotatory Dispersion (ORD)
  6. Magnetic Circular Dichroism (MCD)
  7. Resonance Raman and IR Spectroscopy
  8. Electrochemical Methods and Spectroelectrochemistry
  9. Case Study: Spectroscopic Methods in Bioinorganic Chemistry: Blue to Green to Red Copper Sites
  10. Electron Paramagnetic Resonance
  11. Kinetics and Reactive Intermediates in Bioinorganic Chemistry
  12. Case study: T.Rex tissues, hemoglobin and spectroscopy - Fact, theory, evidence and data (Heme compounds in dinosaur trabecular bone , A role for iron and oxygen chemistry in preserving soft tissues, cells and molecules from deep time, Evidence of preserved collagen in an Early Jurassic sauropodomorph dinosaur revealed by synchrotron FTIR microspectroscopy)

Quizzes: Please download the free Socrative App or go to the Socrative Website to participate in the quizzes that I will upload regularly during the semester. The virtual classroom key for socrative will be supplied during the lecture.

Literature: Suppelmentary material will be uploaded to the Moodle Course Spectro BioAC the Key will be given out during the lecture, alternatively please email lena.daumann@cup.lmu.de for the key.
Recommended Books: Mössbauer Spectroscopy and Transition Metal Chemistry - Fundamentals and Applications, Gütlich, Bill, Trautwein, Springer 2011. Molekülsymmetrie und Spektroskopie, Lorenz, Kuhn, Berger und Christen, De Gruyter, 2015. Applications of Physical Methods to Inorganic and Bioinorganic Chemistry, Scott and Lukehart, Wiley, 2007. Inorganic Electronic Structure and Spectroscopy, Volume I and II, Solomon and Lever, Wiley 2006


Vorträge im Rahmen des AC-F-Praktikums

http://www.cup.lmu.de/ac/stierstorfer/ac-f-lectures.html

Bisher betreute Themen:

  • A hybrid bioinorganic approach to solar-to-chemical conversion
  • Rare-Earth Separation Using Bacteria
  • Making the invisible visible: fluorescent sensors for zink imaging in cells
  • Recycling von seltenen Erden mit Hilfe von ionischen Flüssigkeiten
  • Carbon Monoxide: Why is it poisonous and how can we treat CO poisoning – introducing Neuroglobin
  • Synthesis and reactivity of OEC analogues
  • Trivialent Lanthanide Complexes as Luminescent Sensors for Organophosphorus Chemical Warfare Agents
  • Mammut-Hämoglobin: Evolutionäre Anpassung an kalte Lebensräume

Themen im kommenden WS 17/18

  • Directed evolution of cytochrome c for carbon–silicon bond formation: Bringing silicon to life. (bereits vergeben)
  • Neue Erkenntnisse über die Beziehung zwischen Elektronendonation und Reaktivität in P450. (bereits vergeben)
  • Abiological Catalysis by Artificial Heme Proteins Containing Noble Metals in Place of Iron (bereits vergeben)
  • Minerals with metal-organic framework structures (bereits vergeben)

Mögliche zukünftige Themen: Korallenriffe im Klimawandel - Einfluss steigender CO2 Konzentrationen auf Carbonatgleichgewicht und Biomineralisation.