Ved dette kursus arbejder vi med termodynamiske og kinetiske principper, der hyppigt anvendes inden for proteinforskning. Vi vil introducere en teoretisk ramme for dette område, men har særlig fokus på den praktiske anvendelse ved beskrivelse af biokemiske processer.
Kurset vil sætte den studerende i stand til formelt at beskrive fx styrke og hastighed for en ligands binding til en receptor og energiforhold for foldning of stabilitet af et globulært proteinmolekyle. Vi vil også arbejde med kvantitativ beskrivelse af enzymkatalyse på basis af energidiagrammer og modellerere enzym-kinetisk data med det formål at bestemme hastighedskonstanter og belyse den katalytiske mekanisme.
Vi vil ofte bruge eksperimentelle datasæt fra litteraturen eller vores egne laboratorier til at træne principper for analyse og evaluere forskellige teoretiske tilgange. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Analysere hastighed og styrke af ligand-binding.
• Identificere spontane og ikke-spontane biokemiske processer.
• Vurdere termodynamisk og kinetisk stabilitet af proteinkonformationer.
• Vurdere enthalpiske og entropiske bidrag til proteinfoldning.
• Diskutere de intermolekylære kræfter, der driver proteininteraktioner.
• Beskrive diffusion og diffusionshastigheder.
• Analysere steady-state kinetik og inhibering af enzymer.
• Modellere enzymreaktioner med flere intermediater og identificere hastighedsbestemmende trin.
• Beskrive energi-landskaber for katalyse og foldning (inkl. mutanteffekter).
• Udføre ikke-lineær regression på eksperimentelle data.
• Vurdere modellers gyldighed på basis af eksperimentelle data.

Kurset består af to lige store hovedafsnit: Termodynamik (del 1 i lærebogen) indfører funktioner som enthalpi, fri energi og entropi, og viser hvordan disse kan bruges ved kvantitative beskrivelser af biokemiske processer. Vi vil bla. se hvordan funktionerne kan give en generel beskrivelse af ligevægtstilstanden og hvordan dette kan anvendes for biokemiske problemstillinger. Disse anvendelser vil blive illustreret ved opgaveløsning og case stories, der anvender eksperimentelle data.
I den anden del af kurset kinetik (del 2 i lærebogen) introduceres de studerende til beskrivelsen af biokemiske reaktioners hastighed. Dette omfatter en formel beskrivelse af hastighedsligninger of deres anvendelse. Vi vil se at tilgangen kan anvendes ved beskrivelsen af forskellige biokemiske processer, men vi vil have særligt fokus på praktisk, kinetisk analyse af enzymreaktioner. Lærebog: Biophysical Chemistry by Klostermeier & Rudolph. CRC Press 2017. Der vil være andet materiale tilgængeligt på DTU Learn. 07. maj, 2020