Biological Chemistry

Vermittlung von fortgeschrittenen Kenntnissen über chemische Prozesse an und mit Biomolekülen:
- Proteinchemie
- natürliche und künstliche Modifikation von Biomolekülen
- Chemie der molekularen Interaktion von Biomolekülen
- Biopolymere
- Membranen; Reaktionsraum und chemische Grenzfläche
Der Fokus liegt in allen Themenbereichen auf dem detaillierten Verständnis der chemischen Mechanismen im Verlauf von Interaktion und Modifikationen von Biomolekülen.
In diesem Modul werden die wissenschaftliche Denkweise und die kommunikativen Kompetenzen der Studierenden mittels Ausarbeitung und Präsentation eines Posters (in englischer Sprache) trainiert.

Nach der Teilnahme am Modul sind die Studierenden in der Lage, detailliert die natürlichen und künstlichen chemischen Modifikationsmöglichkeiten von Biomolekülen zu verstehen. Darüber hinaus sind sie in der Lage, aktuelle Vorgehensweisen zur Analyse von Modifikationsmustern sowie zur synthetischen, chemischen Modifikation (z.B. Einbau nicht natürlicher Aminosäuren in Proteine, Click-chemie) basierend auf den theoretischen Prozessen zu beschreiben, die Reaktionsmechanismen wiederzugeben, zu erklären und auf abgeleitete, konkrete Problemstellungen zu übertragen. Die Studierenden können aktuelle Forschungsergebnisse im Bereich der biologischen Chemie einordnen, qualitativ interpretieren und bewerten. Ebenso können die Studierenden aktuelle Forschungsdaten korrekt darstellen, fachlich diskutieren und im üblichen Format eines wissenschaftlichen Posters präsentieren.
Das Modul bildet damit eine Basis für die weitergehenden Arbeiten (Forschungspraktika, Master-Thesis), in denen diese Erkenntnisse die Planung neuer Experimente erlauben.

Grundkenntnisse auf Bachelor-Niveau in Biochemie.

Das Modul wird als Vorlesung (2 SWS) mit begleitenden Übungen (2 SWS) abgehalten.
Während der Vorlesung wird die theoretische Grundlage der zentralen Inhalte - komplexe Prozesse der biologischen Chemie - durch Vortrag des Dozierenden vermittelt. Dabei unterstützen Tafelanschriften und PowerPoint-Präsentation die Darstellung der Grundlagen (z.B. Modifikationen von Biomolekülen oder Grenzflächenphänomene an biologischen Membranen) und das Verständnis der Inhalte. Durch den Vortrag des Dozierenden ist ein stufenweiser Aufbau der Modulinhalte (Grundlagen zu weiterführenden Inhalten) möglich. Die Vermittlung der Inhalte kann dem Lerntempo der Studierenden angepasst werden. Durch Fragen des Dozierenden an die Zuhörerschaft soll das Wissen gefestigt werden.
Zusätzlich werden die Studierenden angeregt, eigenständig eine Vertiefung dieser Inhalte mittels Recherche der Fachliteratur durchzuführen und durch inhaltliche Auseinandersetzung mit dieser ihr Verständnis der chemischen Konzepte zu erweitern.
Im Rahmen der Übungen erstellen die Studierenden nach Anleitung eine wissenschaftliche Poster-Präsentation (nach guter wissenschaftlicher Praxis) ihrer Ergebnisse der Bachelorarbeit, die sie ihren Kommilitonen und den Dozenten des Moduls in Einzel- und Gruppendiskussionen präsentieren. Hierbei wird auch die Art der Dateninterprätation und Ableitung weiterführender wissenschaftlicher Fragestellungen diskutiert und praktisch geübt.

Präsentation, Tafelanschrift, Skript, wissenschaftliche Literatur, Posterpräsentation, Diskussion

Literaturhinweise erfolgen durch den Dozenten.

Die Prüfungsleistung wird in Form einer 90-minütigen Klausur erbracht. In dieser weisen die Studierenden ihre erworbenen Fachkompetenzen, komplexe Problemstellungen aus dem Bereich der biologischen Chemie (z.B. die Markierung von Proteinen durch chemische Prozesse oder den Einbau nicht natürlicher Aminosäuren), nach. Dabei wird das Verständnis der biologischen Chemie der Vorgänge in Zellen, von Biomolekülen bis hin zur molekularen Ebene, überprüft. Des Weiteren zeigen die Studierenden, dass sie die dazu benötigten wissenschaftlichen Methoden, die chemischen Reaktionsmechanismen sowie deren theoretische Grundlagen, wiedergeben, erklären und bewerten können.
In der Klausur müssen die Studierenden beispielsweise chemische Strukturformeln aufzeichnen, Reaktionsvorgänge darstellen, Anwendungsbeispiele für die chemische Modifikation von Biomolekülen erklären oder auch mögliche, abgeleitete wissenschaftliche Anwendungen erkennen können.
In den Übungen können die Studierenden für besonders gute Leistungen Zusatzpunkte erarbeiten, die direkt in die Klausurbewertung mit einfließen.