529-0739-10L  Biological Chemistry A: Technologies for Directed Evolution of Enzymes

SemesterHerbstsemester 2018
DozierendeP. A. Kast, D. Hilvert
Periodizitätjährlich wiederkehrende Veranstaltung
LehrspracheEnglisch
KommentarAdvanced 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)

Further information to registration and work hours: Link


KurzbeschreibungWährend dieses Semesterkurses werden Methoden gelehrt zur Durchführung von biologisch-chemischen Enzym-Evolutionsexperimenten mittels molekulargenetischen Mutationstechnologien und in vivo Selektion in rekombinanten Bakterienstämmen.
LernzielAlle 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.
InhaltIm 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.
SkriptDie benötigten Unterlagen werden während des Kurses an die Teilnehmer abgegeben.
LiteraturGenerelle 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 Link oder direkt von P. Kast (HCI F 333, Tel. 044 632 29 08, Link).