Abteilung Biophysik


Forschung

Die Abteilung bearbeitet molekulare Prozesse biologischer Funktionen und deren physikalisch chemischen Eigenschaften, durch die Radionuklide biologische Funktionen beeinflussen oder inhibieren können. Die Aktivitäten tragen bei zu den Forschungsbereichen Nukleare Sicherheitsforschung und Krebsforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft bei. Im Fokus stehen insbesondere:

  • Struktur und Dynamik von Biomembranen
  • Konformationsänderungen in Membranproteinen
  • Interaktionen von Metallen und Radionukliden mit Biomolekülen
  • Einfluss von Metallen und Radionukliden auf den Stoffwechsel von Mikroorganismen

Lehre

Die Abteilung Biophysik ist an der Dresden International Graduate School for Biomedicine and Bioengineering (DIGS-BB) beteiligt, die von der Exzellenzinitiative der Bundesregierung und des Freistaates Sachsen gefördert wird.

Praktika zur Molekularen Spektroskopie und Kalorimetrie werden jährlich durchgeführt.
Die folgenden Vorlesungen werden an der Technischen Universität Dresden gehalten und sind für die Spezialisierung für das Masterstudium "Weiche kondensierte Materie und Biologische Physik" wählbar.

  • Biological Thermodynamics (Englisch, Sommersemester)
  • Biophysikalische Methoden (Deutsch, Wintersemester)

Im Rahmen des BIOTEC-Master Programs werden folgende Seminarvorlesungen angeboten:

  • Vibrational Spectroscopy (English)
  • Absorption and Fluorescence Spectroscopy (English)

Experimentelle Methoden

  • Fourier Transform Infrarot-Spektroskopie
  • Circulardichroismus
  • Statische und zeitaufgelöste Fluoreszenz-Spektroskopie
  • Kalorimetrie
  • Massenspektroskopie

Neuste Publikation

Simple Growth–Metabolism Relations Are Revealed by Conserved Patterns of Heat Flow from Cultured Microorganisms

Fahmy, K.

Quantitative analyses of cell replication address the connection between metabolism and growth. Various growth models approximate time-dependent cell numbers in culture media, but physio-logical implications of the parametrizations are vague. In contrast, isothermal microcalorimetry (IMC) measures with unprecedented sensitivity to heat (enthalpy) release via chemical turnover in metabolizing cells. Hence, the metabolic activity can be studied independently of modeling the time-dependence of cell numbers. Unexpectedly, IMC traces of various origins exhibit conserved patterns when expressed in the enthalpy domain rather than the time domain, as exemplified by cultures of Lactococcus lactis (prokaryote), Trypanosoma congolese (protozoan) and non-growing Brassica napus (plant) cells. The data comply extraordinarily well with a dynamic Langmuir ad-sorption reaction model of nutrient uptake and catalytic turnover generalized here to the non-constancy of catalytic capacity. Formal relations to Michaelis–Menten kinetics and common analytical growth models are briefly discussed. The proposed formalism reproduces the “life span” of cultured microorganisms from exponential growth to metabolic decline by a succession of distinct metabolic phases following remarkably simple nutrient–metabolism relations. The analysis enables the development of advanced enzyme network models of unbalanced growth and has fundamental consequences for the derivation of toxicity measures and the transferability of metabolic activity data between laboratories.

Keywords: bacteria; enzyme kinetics; heavy metals; isothermal microcalorimetry; Michaelis–Menten; toxicity


Mitarbeiter

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FWOP

Daniel Dornbusch Yun-Hsuan Huang Madhumalar Subramanian Dr. Jana Oertel Jenny Philipp Prof. Dr. Satoru Tsushima Dr. Charlotte Kielar Lisa Nucke Dr. Ahmed Moustafa Taha Sayed Prof. Dr. Karim Fahmy

Leitung

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Prof. Dr. Karim Fahmy801/P3012952
3601
k.fahmyAthzdr.de

Mitarbeiter

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Daniel Dornbusch801/P3033375
d.dornbuschAthzdr.de
Lisa Nucke801/P3033375
l.nuckeAthzdr.de
Dr. Jana Oertel801/P3012911
3570
j.oertel@hzdr.de
Jenny Philipp801/P3033247
3568
j.philippAthzdr.de
Prof. Dr. Satoru Tsushima801/P3022978
s.tsushimaAthzdr.de


Kontakt

Prof. Dr. Karim Fahmy

Leiter
Biophysik
k.fahmyAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 2952
+49 351 260 3601