Vorlesung 6 "Biophysik"

Surface Plasma Resonance

Misst die Änderung der Oberflächendichte und nimmt diese zeitlich auf.

• Der fließende Strom der in einem Metall fließt.

• Wird gemessen indem Strom in einem bestimmten Winkel in eine Goldschicht induziert wird

1. Lichtquelle strahlt elektromagnetische Welle durc ein Prisma auf die Probe (Goldschicht) aus

2. Durch die Anregung des Oberflächenplasmons kommt es zur Veränderung des ausgestrahlten Lichtitensität

3. Es kommt zu Resonanz = Winkeländerung

> Wenn eine Änderung an der Grenzfläche (Winkel etc.) vorgenommen wird, ändert sich das SPR Signal

• Es werden die Winkelunterschiede gemessen

• Messung am Energieminimum

• Erstes Diagramm zeigt die Veränderung der Winkel in Abhängigkeit der Konzentration

• Zweites Diagramm zeigt die zeitliche Auflösung

kann mM (schwache Affinitäten) bis nm/pM messeb

• Misst Assoziation und Dissoziation

• Die Kinetik zeigt den Mechanismus

Von der Höhe der Barriere

• Es kann zu Löslichkeitsproblemen kommen

• Es kann zu Abweichungen der WW kommen bei einfachen Moddeln

• Der Massentransfer ist begrenzt

Misst den Strom der zur Kühlung verbraucht wird

• Exotherme Reaktion

• Pufferbedingungen wie z.B Salze die sich durch ihre Gitterenergie erwärmen

Maß für die Unordnung eines System

• Affinität

• Enthalpie

• Stochiometry

Zeigt die Anzahl der Interaktion

• Mechanismus: SPR mit Ligand

• Enzymkinetik: Kompetitivität z.B Elisa

Isothermal Titration Calormetry

• Keine Änderung am Protein

• Breites Anwendungsspektrum in der Arzneimittelherstellung

• Einfach zu etablieren, schenll durchzuführen

• Umfassender biophysikalischer Datensatz für molekulare Wechselwirkungen und Stabilität

• Label-freie methoden mit breiter Detektionsmethoden

• Affinität

• Verunreinigungen

• Beschränkungen der Probeneigenschaften

• Durchsatz

• Beitrag zur Überprüfung von publizierten Daten

• Mechanistische Untersuchungen zur Interaktion potentieller Wirkstoffmoleküle

• Nutzung als orthogonale Methode zur Vermeidung von falsch positiven Hits aus anderen Screens

• HTS - High Throughput Screenings

• Focused Screen

• Fragment Screen

• Structural aided drug Design

• Virtual Screen

• Physiogical Screen

• Kalorimetrische Methoden, wie ITC und DSC,

• Surface Plasmon Resonance

• MicroScale Thermophorese

• NMR

• Fluoreszenzspektroskopie

• Dual Polarisationsspektroskopie, Acustic Wave Sensor, Thermal Shift

Assay, Differential Scanning Fluorimetry

1. Kristallisation: Das Protein wird in eine Lösung gebracht, aus der es langsam kristallisiert. Das bedeutet, die Proteinmoleküle ordnen sich in einem regelmäßigen Muster an und bilden einen festen Kristall.

2. Röntgenbestrahlung: Der Protein-Kristall wird mit einem Röntgenstrahl bestrahlt. Die Röntgenstrahlen werden von den Atomen im Kristall abgelenkt und erzeugen ein Beugungsmuster.

3. Beugungsmuster erfassen: Die abgelenkten Röntgenstrahlen werden von einem Detektor erfasst, der ein komplexes Muster von Punkten aufzeichnet. Dieses Beugungsmuster enthält Informationen über die Positionen der Atome im Protein.

4. Datenverarbeitung: Mit Hilfe von Computern und mathematischen Methoden wird das Beugungsmuster analysiert. Dies erlaubt die Berechnung der dreidimensionalen Elektronendichte im Kristall.

5. Modellbau: Basierend auf der Elektronendichtekarte wird ein Modell der Proteinstruktur erstellt. Wissenschaftler passen ein Modell der Aminosäuresequenz in die Elektronendichtekarte ein, um die genaue Position jedes Atoms im Protein zu bestimmen.

6. Verfeinerung: Das Modell wird durch wiederholte Berechnungen und Vergleiche mit dem Beugungsmuster verfeinert, bis es die experimentellen Daten bestmöglich erklärt.

Am Ende dieses Prozesses hat man ein detailliertes Bild davon, wie das Protein in drei Dimensionen aussieht, was helfen kann, seine Funktion und Wechselwirkungen besser zu verstehen.

τ1​=10−4s−11​=104s

τ2​=0.1s−11​=10s

• Das Wasser diffundiert aus dem Tropfen in die Lösung

• Konzentration steigt

• Temperatur

• Zeit

• pH-Wert