Peter Andreas Kast: Katalogdaten im Herbstsemester 2022 |
| Name | Herr Prof. Dr. Peter Andreas Kast |
| Namensvarianten | Peter Kast Peter A. Kast Peter Andreas Kast |
| Adresse | Kast, Peter (Tit.-Prof.) ETH Zürich, HCI F 333 Vladimir-Prelog-Weg 1-5/10 8093 Zürich SWITZERLAND |
| Telefon | +41 44 632 29 08 |
| kast@org.chem.ethz.ch | |
| URL | http://www.kast.ethz.ch |
| Departement | Chemie und Angewandte Biowissenschaften |
| Beziehung | Titularprofessor |
| Nummer | Titel | ECTS | Umfang | Dozierende | ||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 529-0731-00L | Nucleic Acids and Carbohydrates Hinweis für BSc Biologiestudierende: Nur einer der beiden Konzeptkurse 529-0731-00 Nucleic Acids and Carbohydrates (Herbstsemester) oder 529-0732-00 Proteins and Lipids (Frühlingsemester) kann für das Bachelorstudium angerechnet werden. | 6 KP | 3G | K. Lang, P. A. Kast, S. J. Sturla, H. Wennemers | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Struktur, Funktion und Chemie von Nukleinsäuren und Kohlenhydraten. DNA/RNA Struktur und Synthese; rekombinante DNA Technologie und PCR; DNA Arrays und Genomics; Antisense Ansatz und RNAi; Polymerasen und Transkriptionsfaktoren; katalytische RNA; DNA Schädigung und Reparatur; Kohlenhydratstruktur und Synthese; Kohlenhydratarrays; Cell Surface Engineering; Kohlenhydratimpfstoffe | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Struktur, Funktion und Chemie von Nukleinsäuren und Kohlenhydraten. DNA/RNA Struktur und Synthese; rekombinante DNA Technologie und PCR; DNA Arrays und Genomics; Antisense Ansatz und RNAi; Polymerasen und Transkriptionsfaktoren; katalytische RNA; DNA Schädigung und Reparatur; Kohlenhydratstruktur und Synthese; Kohlenhydratarrays; Cell Surface Engineering; Kohlenhydratimpfstoffe | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Struktur, Funktion und Chemie von Nukleinsäuren und Kohlenhydraten. DNA/RNA Struktur und Synthese; rekombinante DNA Technologie und PCR; DNA Arrays und Genomics; Antisense Ansatz und RNAi; Polymerasen und Transkriptionsfaktoren; katalytische RNA; DNA Schädigung und Reparatur; Kohlenhydratstruktur und Synthese; Kohlenhydratarrays; Cell Surface Engineering; Kohlenhydratimpfstoffe | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Kein Skript; Illustrationen aus der Originalliteratur passend zu den behandelten Themen werden wöchentlich zur Verfügung gestellt (in der Regel als Handouts auf dem Moodle Server). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Hauptsächlich basierend auf Originalliteratur, eine detaillierte Liste wird in der Vorlesung ausgeteilt | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kompetenzen |
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| 529-0739-01L | Biological Chemistry B: New Enzymes from Directed Evolution Experiments  Number of participants limited to 14. The enrolment is done by the D-BIOL study administration. | 6 KP | 7P | P. A. Kast, K. Würth-Roderer | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | During the block course in the fall semester, we will carry out biological-chemical enzyme evolution experiments using molecular genetic mutation technologies and in vivo selection in recombinant bacterial strains. The class with its very dense program consists of the practical course itself and an integrated series of seminar/lecture sessions. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | All technologies used for the experiments will be explained to the students in theory and in practice with the goal that they will be able to independently apply them for the course project and in future research endeavors. After the course, an individual report about the results obtained has to be prepared. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | The class deals with a specifically designed and genuine research project. We intend to carry out biological-chemical enzyme evolution experiments using molecular genetic mutation technologies and in vivo selection in recombinant bacterial strains. By working in parallel, teams of 2 participants each will generate a variety of different variants of a chorismate mutase. Individual enzyme catalysts will be purified and subsequently characterized using several different spectroscopic methods. The detailed chemical-physical analyses include determination of the enzymes' kinetic parameters, their molecular mass, and the integrity of the protein structure. The results obtained from the individual evolution experiments will be compared and discussed at the end of the class in a final seminar. We expect that during this lab course we will not only generate novel enzymes, but also gain new mechanistic insights into the investigated catalysts. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | A script will be distributed to the participants on the first day of the course. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | General literature to "Directed Evolution" and chorismate mutases, e.g.: – Taylor, S. V., P. Kast & D. Hilvert. 2001. Investigating and engineering enzymes by genetic selection. Angew. Chem. Int. Ed. 40: 3310-3335. – Jäckel, C., P. Kast & D. Hilvert. 2008. Protein design by directed evolution. Annu. Rev. Biophys. 37: 153-173. – Roderer, K. & P. Kast. 2009. Evolutionary cycles for pericyclic reactions – Or why we keep mutating mutases. Chimia 63: 313-317. Further literature will be indicated in the distributed script. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | This laboratory course will involve experiments that require a tight schedule and, particularly in the second half, very long (!) working days. The maximum number of participants for the laboratory class is limited, but surplus applicants may contact P. Kast directly to have their names added to a waiting list. A valid registration is considered a commitment for attendance of the entire course, as involved material orders and experimental preparations are necessary and, once the class has started, the flow of the experiments must not be interrupted by individual absences. In case of an emergency, please immediately notify P. Kast. For more information see http://www.kast.ethz.ch/teaching.html, from where you can also download a flyer. Safety concept: https://chab.ethz.ch/studium/bachelor1.html | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 529-0739-10L | Biological Chemistry A: Technologies for Directed Evolution of Enzymes Advanced laboratory course or internship depending on lab course Biological Chemistry B Candidates must inquire with P. Kast no later than September 1st whether course will take place (no self-enrollment) | 13 KP | 16P | P. A. Kast | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Während dieses Semesterkurses werden Methoden gelehrt zur Durchführung von biologisch-chemischen Enzym-Evolutionsexperimenten mittels molekulargenetischen Mutationstechnologien und in vivo Selektion in rekombinanten Bakterienstämmen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Alle für die Experimente notwendigen Technologien werden den Studenten praxisnah vermittelt mit dem Ziel, dass sie diese im Rahmen des Praktikumsprojektes und darüber hinaus selbstständig anwenden können. Nach dem Kurs soll ein individueller Bericht über die erzielten Resultate eingereicht werden. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Im Kurs werden Experimente für ein spezifisch entworfenes, echtes Forschungsprojekt durchgeführt. Dieses beinhaltet biologisch-chemische Enzym-Evolutionsexperimente mitttels molekulargenetischer Mutationsmethoden und in vivo Selektion in rekombinanten Bakterienstämmen. Im Zentrum des Kurses steht die Vermittlung von relevanten Technologien, wie die Herstellung von kompetenten Zellen, die Produktion und Isolation von DNA-Fragmenten, die Transformation von Genbanken in Bakterien und die DNA-Sequenzanalyse. Die Kursteilnehmer sollen eine Vielfalt an unterschiedlichen Varianten einer Chorismat-Mutase generieren. Einzelne dieser Enzym-Katalysatoren werden anschliessend gereinigt und mit verschiedenen spektroskopischen Methoden charakterisiert. Die detaillierten chemisch-physikalischen Analysen umfassen die Bestimmung von enzymkinetischen Parametern, der Molekülmasse und der Integrität der Proteinstruktur. Die Ergebnisse der individuellen Experimente werden am Schluss des Kurses von den Studierenden präsentiert. Wir erwarten, dass wir im Laufe des Praktikums neben neuen Enzymen auch neue Erkenntnisse über die Funktionsweise der untersuchten Katalysatoren erhalten werden. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Die benötigten Unterlagen werden während des Kurses an die Teilnehmer abgegeben. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Generelle Literatur zu "Directed Evolution" und Chorismat-Mutasen, z.B.: – Taylor, S. V., P. Kast & D. Hilvert. 2001. Investigating and engineering enzymes by genetic selection. Angew. Chem. Int. Ed. 40: 3310-3335. – Jäckel, C., P. Kast & D. Hilvert. 2008. Protein design by directed evolution. Annu. Rev. Biophys. 37: 153-173. – Roderer, K. & P. Kast. 2009. Evolutionary cycles for pericyclic reactions – Or why we keep mutating mutases. Chimia 63: 313-317. Weitere Literaturstellen werden im ausgeteilten Skript angegeben. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | - In diesem Praktikum werden Experimente durchgeführt, welche einen straffen Zeitplan und (teilweise) lange (!) Arbeitszeiten erfordern. - Die Projekte dieses Kurses sind eng gekoppelt an diejenigen des Biologie BSc Kurses "529-0739-01 Biological Chemistry B: New Enzymes from Directed Evolution Experiments", welcher als Block während des Monats November stattfindet. Während dieser Zeit werden auch gemeinsame Vorlesungen mit den Teilnehmern beider Praktika durchgeführt. Die Unterrichtssprache ist Englisch. - Die Teilnehmerzahl für den Laborkurs ist beschränkt. Eine Anmeldung kann ausschliesslich persönlich bei P. Kast vorgenommen werden und muss zwingend bis zum 1. September vor dem Herbstsemesterbeginn erfolgt sein. Bis dann wird entschieden sein, ob der Kurs durchgeführt werden kann. - Eine Anmeldung gilt prinzipiell als verbindlich für den gesamten Semesterkurs, da aufwendige Materialbestellungen und Vorbereitungsarbeiten unsererseits ausgeführt und koordiniert werden müssen, und individuelle Absenzen nach Kursbeginn den Fluss der Experimente stören. In Notfällen bitte sofort P. Kast kontaktieren. - Weitere Informationen sind verfügbar auf http://www.kast.ethz.ch/teaching.html oder direkt von P. Kast (HCI F 333, Tel. 044 632 29 08, kast@org.chem.ethz.ch). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
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