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- Elektronenkonfiguration und Redoxzustände
der wichtigsten Elemente (C, H, O, N, P, S, Fe, Mn, einige essenzielle
Spurenelemente), die Veränderungen in biologischen Prozessen unterliegen
- Wie Molekülstrukturen dargestellt werden:
Lewis Strukturen, Valenzlinien Strukturen, Resonanz Strukturen, Isomere
- Formale Oxidationszustände von Atomen in organischen
Verbindungen und in Biomakromolekülen, Anwendung des Elektronegativitätskonzeptes
- Bildung und Spaltung chemischer Bindungen: Mechanismen
und Thermodynamik
- Funktionelle Gruppen und deren Derivate: Alkohol-,
Aldehyd-, Keton-, Karbonsäure-, Phosphat-, Thiol-, Amino-Gruppen,
und deren Ester-, Anhydrid-, Ether, Thioester-Derivate
- Stoffchemie: Kohlenhydrate, Fettsäuren, Steroide
und Lipide, Purin-, Pyrimidinbasen und Nukleoside, Nukleotide, Polynukleotide,
Aminosäuren, Peptide und Proteine, Carotinoide, Fe-, Mg-, Cu-,
Ni-, Co-Tetrapyrrole wie Cytochrome, Chlorophylle, Haeme, Corronoide,
Coenzym F430
- Schreibweise und Stöchiometrie chemischer
Reaktionen
- Formale Verschiebung von Elektronen, Identifizierung
von nukleophilen und elektrophilen Zentren in Molekülen
- Reaktionen zwischen Nukleophilen und Elektrophilen
- Dynamische Gleichgewichte: Säure/Basen-Reaktionen
(pH, Pufferung, Alkalinität), Redoxreaktionen (Elektronendonatoren
und -akzeptoren, Redoxpotentiale), Löslichkeit, Dissoziation, Sorption/Desorption,
Komplexierung, Disproportionierung, Dismutierung
- Spezielle Reaktionen: Redoxreaktionen von Chinonen,
Flavinen, Deazaflavin (F420), Nikotinamiden, Cytochromen, Schwefeleisen.
Übertragungsreaktionen mit Tetrahydrofolat, Corrinoiden, Methanofuran,
Pterin, Methanopterin
- Das pe-Konzept: Stabilitätsdiagramme zur Darstellung
dominanter chemischer Spezies unter natürlichen Bedingungen.
- Reaktionskinetik: Konzentrations-, Temperatur-,
Katalysator-Abhängkeiten, Reaktionsordnungen
- Gleichgewichsthermodynamische Betrachtung von exergonen
und endergonen Reaktionen: Gibb's Energie und Gleichgewichtskoeffizient.
Richtung und Wahrscheinlichkeit von Reaktionsverläufen, Transporte
von gelösten Substanzen durch biologische Membranen sowie Schaffung
und Erhaltung von Konzentrationsgradienten, Nernst Gleichung, elektrochemische
Potentiale, elektronenmotorische Kraft (pmf).
- Veränderungen von Elektrodenpotentialen (V).
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