BIOPHYSIK 1 - Bio Salzburg - Index

Fragenkatalog Biophysik I, WS2009
87. Erläutern Sie an einem Beispiel die physiologische Bedeutung elektrostatischer
Wechselwirkungen zwischen Lipiden und Proteinen für die Funktion von
Membrankanälen oder -rezeptoren!
Calziumkanal ist verschlossen, und wird durch Glutamate geöffnet, Calzium tringt in die Zelle ein
und bindet sich mit Calmodulin. Jenes hat nun eine hohe Afinität für den Teil des Calziumkanals,
der mit PIP2 an der Membran hängt. Es hängt sich an jenen Teil an und löst es von der Membran,
dadurch schließt sich der Kanal und das PIP2 kann sich wieder frei bewegen.
88. Welche Modelle für die diffuse Doppelschicht kennen Sie? Was unterscheidet diese
Modelle voneinander?
1. Helmholtz-Modell:
Direkt an der geladenen Schicht befindet sich eine Schicht entgegengesetzt geladener Ionen, die
durch elektrostatische Kräfte ”fest angeklebt“ sind, d.h. es findet keine Diffusion dieser Teilchen
statt. In dieser so genannten ”starren Schicht“ fällt das Potential linear ab.
2. Gouy-Chapman-Modell:
Im Gegensatz zum Helmholtzmodell sind die Ionen an der geladenen Oberfläche nicht starr,
sondern können auf Grund von Konzentrationsgradienten und elektr. Gradienten diffundieren. Der
Abfall des Potentials ist daher exponentiell. Für dieses Modell werden folgende Ann. gemacht:
� Ionen sind gleichverteilt
� Abstoßung der Ionen untereinander vernachlässigbar
� Punktladungen
� Dielektrizitätskonstante ortsunabhängig.
3. Stern-Modell:
= Vereinigung der beiden vorherigen. An der Oberfläche gibt es zunächst eine starre Schicht, in
der die Ionen nicht diffundieren und in der das Potential daher linear abfällt. Daran schließt sich
jedoch noch eine diffuse Schicht an, in der der Potentialabfall dann wieder exponentiell von statten
geht.
Abb. 36 Helmholtz, Gouy-Chapman und Stern Modell
89. Benennen Sie die Ihnen bekannten elektrokinetischen Erscheinungen! Nennen Sie die
jeweilige Ursache der Erscheinung und ihre Auswirkung!
• Elektrophorese tritt auf, wenn man an eine Lösung von geladenen Teilchen eine äußere
elektrische Spannung anlegt:
die Teilchen wandern entsprechend ihrer Ladung zur Anode oder zur Kathode.
• Begleiterscheinung der Elektrophorese ist die Elektroosmose: dabei bewegt sich das
Lösungsmittel beim Anlegen einer Spannung im Bezug auf die gelösten Teilchen. Wenn
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