Sekundarstufe II

Proteinbiochemie – GFP

Themenfeld: Biologie, Chemie // Klasse: Kursstufe
Im Kurs produzieren wir das Protein GFP und bestimmen die Ausbeute in einem quantitativen Proteinnachweis sowie die Reinheit mittels Protein-Gelelektrophorese.

Der Nobelpreis in Chemie im Jahr 2008 wurde für den Einsatz des GFP („Green Fluorescent Protein“) als Reportergen in der Zellbiologie und verwandten Disziplinen vergeben. Das Gen dazu stammt aus der Hochseequalle Aequoria Victoria. Molekularbiologen haben das Gen isoliert und schleusen es als Fusionsgen in andere Zellen ein. Nach der Proteinsynthese können dann die grün fluoreszierenden Fusionsproteine nachgewiesen werden.

In unserem Kurs isolieren wir das Protein GFP aus einer Bakterienkultur. Nach der Lyse der Zellen reinigen wir das GFP über eine Affinitäts-Chromatographie auf. Dabei nutzen wir die hohe Affinität eines chemisch fixierten Kupferatoms für bestimmte Aminosäure-Seitenketten ähnlich dem Schlüssel-Schloss-Prinzips aus. Die Ausbeute der Präparation wird in einem Proteinnachweis fotometrisch durch die Bindung eines Farbstoffes an die hydrophoben Aminosäuren quantitativ bestimmt. Schließlich ermitteln wir die Reinheit des isolierten Proteins durch Protein-Gelelektrophorese (PAGE).

Bezug zu Bildungsplaninhalten

  • Beschreibung der Zusammensetzung von Makromolekülen (Proteine, Nukleinsäuren) aus Bausteinen
  • Funktionen von Proteinen beschreiben
  • Strukturmerkmale der Proteine (Primär‑, Sekundär‑, Tertiär- und Quartärstruktur) erklären
  • Werkzeuge und Verfahren der Molekularbiologie erläutern (Gelelektrophorese)
  • Ein molekularbiologisches Experiment durchführen und auswerten

gewünschte Vorkenntnisse
Folgende Themen bzw. Begriffe sollten im Vorfeld (wenn möglich mit Beispielen) besprochen werden:

  • Aufbau und Strukturmerkmale von Proteinen
  • Proteinbiosynthese
  • DNA Sonde
  • Prinzip der Chromatografie
  • Prinzip der Elektrophorese

Voraussetzung für die Buchung dieses Laborkurses mit der Schulklasse ist der einmalige Besuch der Lehrerfortbildung. Hier erhalten Sie wertvolle Hinweise zum Kursablauf und zur notwendigen Vorbereitung im Unterricht.

  • Kursdauer
    6,5 Stunden
  • Kursort
    Bis Januar 2019 auf unserem Wissenschaftsschiff „MS experimenta“. Ab Februar 2019 im Elisabeth-Kalko-Labor
  • Start
    9:15 Uhr
  • Teilnehmerzahl
    max. 26 Teilnehmer
  • Kosten
    8,00 Euro Materialkosten pro Teilnehmer, mindestens 60,00 Euro. Sollte die Kursgebühr aufgrund geringer Teilnehmerzahlen unter den Mindestbetrag fallen, so wird der Mindestbetrag erhoben. Zwei Begleitpersonen haben freien Eintritt.