EIWITKRISTALLOGRAFIE

Transcriptie

1 EIWITKRISTALLOGRAFIE

2 Inhoud workshop Kennismaken Inhoud module Practica

3 Voorstellen Roelof Stienstra ontwikkelaar Kees-Jan van Heusden testschooldocent Chemische Technologie UT docent scheikunde, ANW, NLT vanaf 1994 Altena College, Sleeuwijk sinds 2000 Universiteit Utrecht docent scheikunde, NLT vanaf 1996 R.S.G. Broklede, Breukelen sinds 1997

4 Altena College Broklede

5 Docent bij de sectie -voorwaarden 2 e fase docent VWO 1 dag per week gedurende een jaar = 0,2 fte bij een scheikundesectie

6 Docent bij de sectie -inhoud Kennis verwerven over het onderzoek van de sectie door: overleg gesprekken met medewerkers van de sectie verdiepen in vakliteratuur Concrete klus uitvoeren een masterclass ontwikkelen een project opzetten van de sectie en de school experimenten ontwikkelen meewerken aan modules (nieuwe scheikunde of NLT) Betrokken bij de vertaling van het onderzoek van de sectie naar het VWO niveau, bijvoorbeeld door gastlessen.

7 Docent bij kristal- en structuurchemie kristal- en structuurchemie eiwit röntgendiffractie berekeningen structuur eiwit bepaalt de functie laten groeien van kristallen NLT biologie natuurkunde wiskunde scheikunde scheikunde

8 Klus uitvoeren NLT module Titel: Eiwitkristallografie 1 Inleiding 2 Kristallen maken 3 Röntgendiffractie 4 Eiwit

9 Eiwitkristallografie inleiding Interesse wekken Harvard cell animation Uitleg van opbouw van de module

10 H2 Kristallen maken -eenheidscel

11 H2 Kristallen maken -practicum Practicum 7: Fenylsalicylaat Fenylsalicylaat ook wel salol genoemd heeft een smeltpunt van 42 o C en lost slecht op in water. Fenylsalicylaat wordt toegepast als antiseptisch middel en conserveringsmiddel. NFPA-ratings: health: 1; flammability: 0; reactivity: 0;

12 H2 Kristallen maken -practicum Practicum 12: Eenkristal van Aluin Verzadigde aluinoplossing Indampen In glazen bekerglas (wachten) In plastic bekerglas (wachten)

13 H2 Kristallen maken -practicum Practicum 11: Oplosbaarheid van aluin Klas in groepjes: Per groepje 10 gram water en 1,2,. of 7 gram aluin. Verwarmen tot opgelost (in heet water bad) afkoelen en temperatuur van vertroebelen aflezen)

14 H2 Kristallen maken -practicum Practicum 26: Maak een zo groot mogelijk eenkristal van Aluin ml verzadigde aluinoplossing Andere materialen verzinnen ze zelf Lijm, draad, sateprikkers enz. Hoe groter en mooier, Hoe hoger het cijfer.

15 Kristallen maken -practicum

16 H2 Röntgendiffractie -practicum Practicum 29: golftank Bestuderen van de interferentie van golven in een golftank. Practicum 33: Interferentie van licht Bestuderen van de interferentie laserlicht.

17

18 synchrotron omtrek storage ring: snelheid elektronen: druk in de ring: 844 meter bijna lichtsnelheid 10-9 mbar

19

20 Eiwitkristallografie röntgendiffractie met elektronen-dichtheid kan de plaats van de atomen van het eiwit worden bepaald -Ala-Ser-Tyr - Val - Ile - Thr - Gly - 4 Å 2 Å

21 Eiwitkristallografie röntgendiffractie met elektronen-dichtheid kan de plaats van de atomen van het eiwit worden bepaald -Ala-Ser-Tyr - Val - Ile - Thr - Gly - 4 Å 2 Å

22 Eiwitkristallografie eiwit weten hoe hydrofiele en hydrofobe aminozuren de eiwitvouwing beïnvloeden

23 Eiwitkristallografie eiwit weten hoe het katalytische centrum van amylase werkt

24 Eiwitkristallografie eiwit weten hoe het katalytische centrum van amylase werkt

25 Eiwitkristallografie eiwit weten hoe het katalytische centrum van amylase werkt

26 Eiwitkristallografie eiwit weten hoe het katalytische centrum van amylase werkt

27 Eiwitkristallografie eiwit weten hoe het katalytische centrum van amylase werkt

28 Eiwitkristallografie eiwit weten hoe het katalytische centrum van amylase werkt

29 Eiwitkristallografie eiwit weten hoe het katalytische centrum van amylase werkt

30 Eiwitkristallografie eiwit weten hoe het katalytische centrum van amylase werkt

31 Eiwitkristallografie eiwit weten hoe het katalytische centrum van amylase werkt

32 Eiwitkristallografie eiwit weten hoe het katalytische centrum van amylase werkt

33 H4 Eiwit - practicum Practicum 54: Amylase 1 ml speeksel verdunnen tot 25 ml 5 ml 1% zetmeel-oplossing + 5 ml verdunde speeksel oplossing mengen. 1 druppel reactiemengsel per 30 sec. bij een jooddruppel doen.

34 H4 Eiwit - practicum resultaten

35 H4 Eiwit - practicum Per groepje 1 temperatuur Snelheid RT = 100 Snelheid andere temperatuur =??

36 Eiwitkristallografie module Moduleboek* 4 afgeronde hoofdstukken 55 vragen/opdrachten 6 filmpjes 7 practica waarvan 5 becijferd (kunnen) worden 2 excelopdrachten 3 computeropdrachten 3 computerpractica 10 keuzeopdrachten

37 Eiwitkristallografie module Docentenhandleiding* Leerdoelen per hoofdstuk Lesplanner Antwoorden Beoordelingsformulieren practica Theoretische eindtoets

38 Eiwitkristallografie -planning 1 Inleiding 1 les 2 Kristallen maken 7 lessen 3 Röntgendiffractie 4 lessen 4 Eiwit 5 lessen Keuzeopdracht Toets Totaal 5 lessen 2 lessen 24 lessen

39 Eiwitkristallografie -becijfering Theoretische toets (open boek) 50% 5 Practica 50% Keuzeopdracht

40 Tot slot Bedankt

41 Eiwitkristallen Lysozym: mg/ml stockoplossing Neerslagmix: 30% mono-methyl-peg 5000 in 1 M NaCl, 50 mm NaAc buffer ph = 4,7

42 Practica Chemicaliën fenylsalicylaat 1 gram per groep ethanol 5 ml per groep aluin 15 gram per groep ijs keukenzout 1% zetmeeloplossing jood-oplossing 1 druppelflesje per groep

43 Practica Materialen-1 zeer dun visdraad of nylondraad secondelijm, satéprikkers dunne vulpotloodvullingen verschillende lasers tralies met verschillende tralieconstanten molecuulbouwdoos 3C, 7H,1N, 2O en 13 bind. insteekhoes met hokjespapier thermometer reageerbuizen

44 Practica Materialen-2 balans indampschaaltje brander (+toebehoren) plastic bekerglazen (50 of 100mL) glazen bekerglazen (50 of 100mL) maatcilinder van 25 ml pipet van 5 ml en van 1 ml stopwatch plastic pasteurpipetjes

45 Practica Materialen-slot Waterbad(en) Golftank (kan worden vervangen met youtube-filmpjes) Computers waarop Deepview is geïnstalleerd Leerlingen hebben schrijfrechten nodig: uitproberen!

46 Syllabus en eiwit

47 Syllabus en eiwit

48 Syllabus en eiwit

49 Eiwitkristallografie inleiding Na H1 moet een leerling: kunnen uitleggen waarom eiwitten belangrijk zijn weten waarom oneindig veel eiwitten mogelijk zijn begrijpen waarom de plaats van atomen wel met röntgenstraling, maar niet met licht kan worden bepaald

50 Eiwitkristallografie H2 kristallen maken Na H2 moet een leerling: kunnen beschrijven welke factoren kristalgroei beïnvloeden een onderzoek kunnen bedenken om de invloed van deze factoren op kristalgroei te meten een proef kunnen opzetten om een zo groot mogelijk éénkristal te kunnen kweken de eenheidscel kunnen bepalen van een regelmatige tweedimensionale tekening

51 Eiwitkristallografie röntgendiffractie Na dit hoofdstuk moet een leerling: de relatie tussen de tralieconstante, golflengte en de afstand van de maxima beheersen kunnen uitleggen dat een reflectie van een röntgendiffractiepatroon ontstaat door verstrooiing van röntgenstraling door elektronen in een kristal kunnen uitleggen hoe met behulp van de elektronendichtheid de plaats van de atomen van het eiwit kan worden bepaald

52 Eiwitkristallografie röntgendiffractie Na dit hoofdstuk moet een leerling: de relatie tussen de tralieconstante, golflengte en de afstand van de maxima beheersen kunnen uitleggen dat een reflectie van een röntgendiffractiepatroon ontstaat door verstrooiing van röntgenstraling door elektronen in een kristal kunnen uitleggen hoe met behulp van de elektronendichtheid de plaats van de atomen van het eiwit kan worden bepaald

53 Eiwitkristallografie eiwit Na dit hoofdstuk moet een leerling: de peptide binding, φ-binding, ψ-binding, Cα-, en Cβatomen van een primaire structuur kunnen aanwijzen kunnen uitleggen waarom een peptide-binding plat is weten hoe hydrofiele en hydrofobe aminozuren de eiwitvouwing beïnvloeden weten hoe het katalytische centrum van amylase werkt

54 NLT: natuur, leven en technologie combinatie - natuurkunde - scheikunde - biologie - wiskunde - fysische aardrijkskunde kernvragen Combineren van mono vakken - hoe werkt het? - waarom is iets zoals het is? - wat zijn de nieuwste ontwikkelingen in gezondheidszorg natuurwetenschap techniek

55 H2 Kristallen maken -2D eenheidscel

56 H2 Kristallen maken -2D eenheidscel

57 H2 Kristallen maken -2D eenheidscel