Lernergebnisse
Die Studierenden verfügen über ein Verständnis der Grundlagen der Synthetischen Biologie und des Enzym-Engineerings. Dazu zählen Einsatzmöglichkeiten, Anwendungsbeispiele, und Techniken zur Erzeugung maßgeschneiderter Enzyme und Ganzzellorganismen. Sie haben an einem aktuellen, forschungsnahen Beispiel die praktischen Schritte nachvollzogen, wie verbesserte Enzymvarianten für ein gegebenes Zielmolekül generiert und gefunden werden. Die Auswahl der Enzymreaktion orientiert sich an laufenden Forschungsarbeiten des Fachgebiets Biokatalyse und zeigt damit beispielhaft die Relevanz des Enzym-Engineerings für aktuelle synthetische Fragestellungen zur nachhaltigen Herstellung pharmazeutischer Wirkstoffe.
Die Studierenden können Enzym-Substrat-Komplexe mittels Strukturmodellen analysieren und Hypothesen aufstellen, welche Aminosäurepositionen Reaktionsspezifität, Substrat- und Stereoselektivität beeinflussen. Sie kennen Methoden für Zufalls-basierte und ortsspezifische Mutagenese und können Laborprotokolle für PCR-basierte Methoden selbstständig erstellen und durchführen. Sie verfügen über Grundlagenwissen zur Durchmusterung von Variantenbibliotheken und dem Screening in Mikrotiterplatten oder mittels Selektion, können einen fluorimetrischen oder photometrischen Screening-Assay methodisch entwickeln und praktisch durchführen. Dazu gehört das Kultivieren von Zellen in Mikrotiterplatten und das Sequenzieren der codierenden Gene, um Mutationen festzustellen. Sie haben gelernt, auf welche Randbedingungen geachtet und welche Kontrollen einbezogen werden müssen, um gültige Schlussfolgerungen abzuleiten, wie die Rohdaten der Assay-Experimente mathematisch ausgewertet werden und können ihre berechneten Ergebnisse auf Genauigkeit und Präzession hin beurteilen. Den Studierenden sind die wissenschaftlichen Leistungen von Forscherinnen und Forschern bekannt, die die Grundlagen für die im Rahmen der Lehrveranstaltung behandelten wissenschaftlichen Konzepte geschaffen haben.
