Biophysik
Einführung in die Biophysik Universität zu Lübeck Prof. Hübner
Einführung in die Biophysik Universität zu Lübeck Prof. Hübner
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Flashcards
Bei einem Farbstoff sinkt die Rate der internen Konversion aufgrund einer Veränderung des Lösungsmittels. Wie ändern sich
- Quantenausbeute der Fluoreszenz
- Floureszenzlebensdauer
in diesem Fall (werden größer/kleiner)?
- \(Y_{Fl}\) wird größer
- \(T_{Fl}\) wird größer
Erläutern Sie den Zusammenhang zwischen der freien Enthalpie \(G\) und dem chemischen Potential \(\mu_i\)!
Das chemische potential eines Stoffes, einer Phase, ..., ist eine Änderung der freien Enthalpie bei einer Änderung der Stoffmenge dieser Komponente bei konstantem Druck und konstanter Temperatur
Verhältnis Gyrationsradius und hydrodynamischer Radius
\(r_H > r_G\)
Um welchen Faktor muss die Zahl der Monomere einer Gaußkette vergrößert werden, damit sich der hydrodynamische Radius verdoppelt?
Die Zahl der Monomere muss vervierfacht werden.
1. Hauptsatz der Thermodynamik
Formel
- \(dU = \delta kH \delta Q \)
- \(\delta W = -pdV\)
- für Kompression \(dV\) negativ (\(\delta W\) positiv)
- gilt nur für den Prozess der Volumenänderung eines Stoffes in dem ien konstanter Druck herrscht
geschlossenes System
Definition
- kein Stoff- bzw. Materieaustausch mit der Umgebung möglich
- Energieaustausch möglich (z.B. Wärme)
- verschlossenes Reagenzglas
isoliertes System
Definition
- kein Stoff- bzw. Materieaustausch möglich
- kein Energieaustausch möglich
- isolierter, verschlossener Behälter
offenes System
Definition
- Stoff- bzw. Materieaustausch möglich
- Energieaustausch möglich
- z.B. offenes Reagenzglas
2. Hauptsatz der Thermodynamik
Formel
\(d Q_{rev} = TdS\)
Entropie
- \(S\)
- Maß für Unordnung
Entropie
Formel
\(S = Nk_B\ln \Omega\)
mit \(\Omega\): Zustandssumme (Zahl der Realisierungsmöglichkeiten eines Makrozustands
Innere Energie
- \(dU = -pdV+TdS\)
- Gleichgewicht: \(dU = 0\)
- \(\to V; S =\) konstant
Freie Energie
- \(F = U-TS\)
- \(dF = dU-TdS-SdT \\ = -pdV \text{ mit } T \text{ konstant}\)
Enthalpie
Formel
- \(H = U + pV\)
- \(dH = dU+pdV+Vdp\\ = TdS \text{ mit } p \text{ konst.}\)
Freie Enthalpie
- \(G = U-TS+pV\)
- \(dG = -SdT+Vdp\)
Entropie Protein
Verhältnis nativ : entfaltet
\(S_{Protein}^{nativ} < S_{Protein}^{entfaltet}\)
Entropie Protein
Verhältnis nativ : entfaltet
Begründung
gefaltetes Protein hat weniger Konformationsfreiheit
Enthalpie Protein
Verhältnis nativ : entfaltet
\(H_{Protein}^{nativ} < H_{Protein}^{entfaltet}\)
Enthalpie Protein
Verhältnis nativ : entfaltet
Begründung
Bindungsenergien im gefalteten Zustand
Entropie Wasser
Verhältnis nativ : entfaltet
\(S_{Wasser}^{nativ} > S_{Wasser}^{entfaltet}\)
Entropie Wasser
Verhältnis nativ : entfaltet
Begründung
Für nativen Zustand des Proteins gibt es mehr Freihet als für die Wassermoleküle (auch H-Brücken mit Protein möglich)
Kashas Rule
Konsequenz für die Abhängigkeit des Fluoreszenzspektrums von der Absorption
Wegen Kashas Rule ist das Emmissionsspektrum unabhängig von der Absorption.
Nennen Sie drei thermodynamische Phasen von Lipidmembranen und ordnen Sie diese nach ihrem Auftreten mit steigender Temperatur
\(\underset{\underset{\text{Temperatur}}{\longrightarrow}}{\text{Gelphase}\to\text{Rippelphase}\to \text{fluide Phase}}\)
0-0 Übergang der Absorption
von \(S_0\) unterster Zustand zu \(S_1\)unterster Zustand
0-1 Übergang der Emission
Von \(S_1\) unterster Zustand zu \(S_0\) zweiter von unten
Übergänge Emission
\(S_1\) zu \(S_0\)
Übergänge Absorption
\(S_0\) zu \(S_1\)
Polymer
Definition
- Kette von Untereinheiten (Monomere)
- in der Regel mehr oder weniger flexibel zueinander angeordnet
Freely jointed chain
(FJC)
- Gauß-Kette
- Modell das Wechselwirkungen zwischen den Monomeren vernachlässigt
- an mehr Stellen flexibel als WLC
Worm-like-chain (WLC)
- beschreibt näherungsweise einen an definierten Stellen flexiblen Stab
- Rotierbarkeit der Kettensegmente ist eingeschränkt beschrieben durch Persistenzlänge
- nur an manchen Stellen flexibel im Gegensatz zur FJC
Persistenzlänge
Länge innerhalb derer die Richtunginformation bestehen bleibt
