bpc-sose18-erstertermin Flashcards
Berechnen Sie die Kraftkonstante k für die Bindungsstreckschwingung einer 12C-1H Bindung. Die Wellenzahl ist v’ = 3000 cm^-1. Gegeben sind u und c.
Welche Formeln verwenden Sie für die reduzierte Masse, zur Umrechnung der Wellenzahl in eine Frequenz, dann in eine Kreisfrequenz und schließlich zur Berechnung von k?
Geben Sie als Zwischenergebnis die reduzierte Masse und die Kreisfrequenz an.
Zeigen Sie, wie sich die Einheit Nm^-1 für die Kraftkonstante ergibt.
m = m1*m2 / m1+m2 v = v' * c ω = 2*pi*v -> ω = 2*pi*(v'*c) ω = Wurzel aus (k/m) -> k = ω²*m
m= (u*1)*(u*12) / (u*1+u*2) ω= 2*pi*(3000*c)
kg/s² entspricht Nm^-1
a) Geben Sie die Funktionsvorschrift für das Lennard-Jones Potential an und skizzieren Sie den Potentialverlauf (Achsenbeschriftung!)
b) Welche zwei Typen von Wechselwirkungen werden mit dem Lennard-Jones Potential beschrieben?
a) Funktionsvorschrift: repulsiv: r^-12
attraktiv: r^-6
insgesamt: 1/r^12
b) repulsiv und attraktiv
a) Bei der Massenspektrometrie biologischer Moleküle kommen im Wesentlichen zwei Verfahren der Ionenerzeugung zur Anwendung. Um welche Verfahren handelt es sich?
b) Zwei Proteine mit Molmassen von 145.000 und 145.001 werden mit einem Massenspektrometer mit einer Massenauflösung von 20.000 untersucht. Lassen sich die beiden Massen auflösen? Begründen Sie Ihre Antwort unter Zuhilfenahme der Definition der Massenauflösung.
a) MALDI - matrix assisted laser desorption ionization
ESI - electrospray ionization
b) Auflösungsvermögen R: R= m/Δm = m1/(m2-m1)
R= 145.000 -> Die Auflösung von 20.000 des Gerätes reicht nicht aus.
a) Skizzieren Sie das Kernspinenergieniveauschema (Solomon Schema) für ein Zweispinsystem mit skalarer Kopplung an und geben Sie für die Eigenzustände die entsprechenden Eigenfunktionen an.
b) Geben Sie die Formel an mit der Sie die Energieeigenwerte für dieses System in Hz berechnen können.
c) Berechnen Sie die Energieeigenwerte für die verschiedenen Eigenzustände.
d) Zeichnen Sie die Übergänge ein und kennzeichnen Sie welche erlaubt sind.
a) beta beta
beta alpha alpha beta
alpha alpha
b) E12 = m1ν0,1 + m2ν0,2 + m1*m2 J1,2
c) Eαα = 1/2ν0,1 + 1/2ν0,2 + 1/4* J1,2
Eαβ = 1/2ν0,1 - 1/2ν0,2 - 1/4* J1,2
Eβα = -1/2ν0,1 + 1/2ν0,2 - 1/4* J1,2
Eββ = -1/2ν0,1 - 1/2ν0,2 + 1/4* J1,2
a) Das obige 1H-NMR Spektrum einer Aminosäure wurde in 90% H2O und 10% D2O aufgenommen. Geben Sie zwei Aminosäuren an, die prinzipiell mit der Anzahl der Protonen und den Kopplungsmustern kompatibel sind.
b) Kennzeichnen Sie in den Spektren, um welche Protonen es sich handelt.
c) Wie könnten Sie nachweisen, um welche Aminosäuren es sich handelt?
d) Erlauben die Spektren eine Aussage darüber, ob es sich um eine L- oder D-Aminosäure handelt?
a) Asparaginsäure und Asparagin
b) H alpha ; H beta ; H beta’
c) 1H, 13C HSQC Spektrum
d) Nein, Isomere können nicht im NMR-Spektrum unterschieden werden.
a) Geben Sie das Kirchhoffsche Gesetz an.
b) Welche Aufnahmen machen Sie für die Anwendung des Kirchhoffschen Gesetzes?
c) Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für die enzymatische Umsetzung von Glutamat zu Glutamin.
d) Berechnen Sie mit den Angaben die molare Reaktionsenthalpie bei 60°C
a) ΔH = cp * ΔT
b) cp ist keine Funktion der Temperatur
c) Glutamat + NH4+ -> Glutamin + H2O
d) ΔRcp,m = [187+75.3] - [177+79.9] J/Kmol
= 5.4 *10^-3 kJ/Kmol
ΔT= 35 K
ΔRH (60°C = 333 K) = ΔRH° (25°C = 298 K) + ΔRcp,m *ΔT
= 21.8 kJ/mol + 5.4*10^-3 kJ/Kmol * 35K = 22 kJ/mol
Lysozym entfaltet sich bei der Übergangstemperatur von 75.5°C. Bei dieser Temperatur beträgt die Enthalpie der Entfaltung von Lysozym 509 kJ/mol.
a) Berechnen Sie mit diesen Angaben die Entropie der Entfaltung bei dieser Temperatur.
b) Wie groß ist die freie Enthalpie der Entfaltung von Lysozym bei dieser Temperatur? Begründen Sie Ihre Angabe.
a) T=75.5°C= 348.65 K
ΔH = 509 kJ/mol
ΔS = ΔH/T = 509 kJ/mol / 348.65 K = 1.5 kJ7molK
b) Freie Enthalpie = Gibbs Energie
Spontan: ΔG<0
Ein Kollege bestimmt für die Bindung eines Pepitds an einen Antikörper mit Hilfe der Größenausschlusschromatographie zwei Dissoziationskonstanten KD1= 1 μM und KD2= 4 μM. Er schließt aus diesem Befund auf negative Kooperativität.
a) Welchen Fehler hat der Kollege gemacht?
b) Zeigen Sie durch Berechnung mikroskopischer Dissoziationskonstanten, dass der Kollege unrecht hat.
c) Geben Sie zwei experimentelle Verfahren an, mit denen mikroskopische gemessen werden können.
a) Größenausschlusschromatographie liefer makroskopische Dissoziationskonstanten.
b) k = Ωn,i / Ωn,i-1 * Ki = (2 über 1) / (2 über 0) Ki = (2! / (2-1)!1!) / (2! / (2-0)!*0!) = 2/1 *Ki
kD1 = 2 μM kD2 = 8 μM
Zuverlässig lässt sich positive Kooperativität durch den Hill Koeffizienten vorhersagen: liegt dieser zwischen 1 und n (hier: 2), so liegt positive Kooperativität vor.
c) SPR
ITC
