Biochemistry

Biochemistry, sometimes called biological chemistry, is the study of chemical processes within and relating to living organisms. By controlling information flow through biochemical signaling and the flow of chemical energy through metabolism, biochemical processes give rise to the complexity of life.

  • Aerobic processes compete for nitrogen in oxygen minimum zones

    Methodically, this was pioneering work: Without highly-sensitive oxygen sensorsit would not have been possible. The developers of the so-called STOX sensors supported Bristow in this study. Laura Tiano

    At the margins of oxygen minimum zones (OMZs) at ultralow oxygen concentrations, aerobic ammonium and nitrite oxidizers compete for nitrogen with anaerobic microorganisms. Thus they play an important but so far overlooked role in controlling nitrogen loss in OMZs.

  • Better Contrast Agents Based on Nanoparticles

    Scientists at the University of Basel have developed nanoparticles which can serve as efficient contrast agents for magnetic resonance imaging. This new type of nanoparticles produce around ten times more contrast than common contrast agents and are responsive to specific environments. The journal Chemical Communications has published these results.

  • Biophysik - Den Ring schließen

    Wie Bakterien sich teilen, ist bisher nicht vollständig klar. LMU-Physiker zeigen jetzt, dass sich Proteine bei hoher Dichte von selbst zu Ringen zusammenschließen können. Sie schnüren die Mutterzelle ein und teilen sie so in Tochterzellen.

  • Biosensor measures signaling molecules within cilia

    Scientists of the Research Center caesar in Bonn, an Institute of the Max Planck Society, developed a new biosensor, which allows to measure nanomolar levels of the second messenger cAMP. The sensor makes it possible to study cAMP signaling with high precision, even in subcellular compartments. Using this new biosensor, the scientists of the Minerva Max Planck Research Group “Molecular Physiology“ headed by Dagmar Wachten and of the Department “Molecular Sensory Systems” headed by Benjamin Kaupp revealed how the production of cAMP is regulated in the flagella of sperm cells from mice.

  • Blut-Abbau im Akkord: Zell-Einwanderer schützen vor Eisenvergiftung

    Blut Abbau im Akkord Zell Einwanderer schützen vor Eisenvergiftung | Können Monozyten nicht in die Leber einwandern und sich zu Eisen-verwertenden Zellen entwickeln, lagert sich giftiges Eisen in Organen wie der Niere ab. (Eisen-frei: blau, Eisen-Protein-Komplex:braun) Abbildung: CSB Massachusetts General Hospital

    Freiburger Forscher entschlüsseln, wie der Körper rote Blutkörperchen abbaut, ohne sich dabei selbst zu vergiften. Der neue Ansatz könnte Komplikationen nach Blutvergiftungen und Hämolyse vermindern.

  • Bluttest für Tuberkulose

    Biomarker sollen in Zukunft das Ausbruchsrisiko einer Tuberkulose voraussagen können

  • Bringing artificial enzymes closer to nature

    Representation of the new-to-nature olefin metathesis reaction in E. coli using a ruthenium-based artificial metalloenzyme to produce novel high added-value chemicals.

    Scientists at the University of Basel, ETH Zurich, and NCCR Molecular Systems Engineering have developed an artificial metalloenzyme that catalyses a reaction inside of cells without equivalent in nature. This could be a prime example for creating new non-natural metabolic pathways inside living cells, as reported today in Nature.

  • Cellular “Light Switch” Analysed Using Neutron Scattering

    The internal movements of proteins can be important for their functionality; researchers are discovering more and more examples of this. Now, with the aid of neutron spectroscopy, dynamic processes have also been detected in so-called “LOV photoreceptors” by scientists from Jülich, Aachen, Dusseldorf and Garching near Munich. These proteins are widely distributed throughout nature and are of biotechnological relevance. The results highlight the immense potential of neutron scattering experiments for the analysis of cellular processes. The research has recently been published in “Biophysical Journal” (DOI:10.1016/j.bpj.2016.01.021).

  • Chemikalien wirtschaftlich aus Holzabfällen gewinnen

    Vitamine, Medikamente, Lösungsmittel, Pflanzenschutzmittel und Polymere – viele davon liessen sich über den Zwischenschritt der Bernsteinsäure mittels Bakterien in Zukunft auch aus Holzabfällen herstellen. Und zwar mindestens so wirtschaftlich, umweltschonend und sicher wie derzeit aus Erdöl. Dies zeigte ein internationales Forscherteam unter der Leitung von ETH-Wissenschaftlern auf.

  • Die Blitzabwehr der Bakterien: Immunzellen werden direkt beim ersten Kontakt getötet

    Die Blitzabwehr der Bakterien Immunzellen werden direkt beim ersten Kontakt getötet | Die genetische Ausstattung ihres Virulenzplasmids ermöglicht es Bakterien der Gattung Yersinia, die Immunabwehr auszuschalten. HZI/M. Rohde

    Dringen Bakterien in den Körper eines Menschen oder eines Tieres ein, werden sie vom Immunsystem als fremd erkannt. Daraufhin versuchen die Immunzellen, diese Fremdkörper zu beseitigen. Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig haben nun gemeinsam mit Kollegen der Universität Umeå in Schweden herausgefunden, wie es Bakterien der Gattung Yersinia schaffen, Immunzellen direkt beim ersten Kontakt abzutöten: Sie vervielfältigen die genetische Information für ihre krankmachenden Werkzeuge und schießen gleichzeitig Substanzen in die Immunzelle, die sie schnell inaktivieren und umbringen.

  • Die Blüte im Auge

    Was haben Walnussblätter, Champignons und die Blütenblätter des Mädchenauges gemeinsam? Sie enthalten große Mengen an jenen Enzymen, die auch für Bräunungsreaktionen in Bananen oder Äpfeln verantwortlich sind. ChemikerInnen der Uni Wien haben erstmals die Enzymstruktur in den Blütenblättern des Mädchenauges analysiert.

  • Die Geburt des Partikels

    Experiment, bei dem durch langsame Zugabe verschiedener Lösungen die Reaktion gestartet, kontrolliert und untersucht werden kann.

    Ein an der Universität Konstanz entwickeltes Experiment kann den Mechanismus der Partikelbildung ausgehend von gelösten molekularen Bausteinen aufzeigen

  • Die Sprache der Moleküle – Chemische Kommunikation in der Natur

    Auf dem Rundgespräch des Forums Ökologie am Mittwoch, 6. April 2016, stellen Expertinnen und Experten die „chemische Sprache“ vor, mit der Pflanzen, Tiere, Pilze und Bakterien Informationen austauschen.

  • Doppelschlag gegen Bakterien und Viren

    Doppelschlag gegen Bakterien und Viren picture1 | Das Bakterium Staphylococcus aureus (rot) bildet häufig Resistenzen gegen Antibiotika aus und ist besonders für Patienten gefährlich, die bereits unter einer Infektion mit dem AIDS-Erreger HIV leiden Abbildung: HZI/M. Rohde

    Dualer Wirkstoff hemmt die Vermehrung des AIDS-Erregers HIV und von resistenten MRSA-Bakterien zugleich, indem er sowohl virale als auch baktrielle Enzyme hemmt.

  • Elektrochemische Konzentrationsbestimmung von roten Blutkörperchen

    Elektrochemische Konzentrationsbestimmung von roten Blutkörperchen | Methode zur Kontrolle der Konzentration von roten Blutkörperchen Abbildung: Wiley-VCH

    Statt die roten Blutkörperchen wie üblich unter dem Mikroskop zu zählen, wurde ein elektrochemischer Ansatz entwickelt mit dessen Hilfe sowohl die Konzentration, als auch die Peroxidaseaktivität von Erythrozyten ermittelt werden kann.

  • Every atom counts in Protein structures

    Every atom counts in Protein structures | Tailored parallel X-rays perfectly matching the dimensions of the protein crystals enabled the scientists to determine the proteasome structure in unprecedented detail. Illustration: Hartmut Sebesse / Max Planck Institute for Biophysical Chemistry

    Malignant cancer cells not only proliferate faster than most body cells. They are also more dependent on the most important cellular garbage disposal unit, the proteasome, which degrades defective proteins. Therapies for some types of cancer exploit this dependence: Patients are treated with inhibitors, which block the proteasome. The ensuing pile-up of junk overwhelms the cancer cell, ultimately killing it. Scientists have now succeeded in determining the human proteasome’s 3D structure in unprecedented detail and have deciphered the mechanism by which inhibitors block the proteasome. Their results will pave the way to develop more effective proteasome inhibitors for cancer therapy.

  • Fighting life-threatening bacteria without antibiotics

    Fighting life threatening bacteria without antibiotics | Tracked down the mechanisms of dangerous infections in patients with cirrhosis of the liver: Alisa Ismaili, Lisa Mareike Assmus, Carl-Philipp Hackstein, Dr. Zeinab Abdullah (from left). Photo: Rolf Müller/UKB-UKom

    Patients suffering from liver cirrhosis often die of life-threatening bacterial infections. In these patients the immune cells are unable to eliminate the bacterial infections. Scientist at the University of Bonn and TU Munich have now discovered that type I IFN (IFN = interferon; a group of signaling proteins) released by immune cells due to increased migration of gut bacteria into the cirrhotic liver incapacitate the immune system. Based on their findings, such life-threatening infections can be contained by strengthening the immune response alone – without antibiotics. The results have now appeared in the journal "Gut".

  • Helpers for energy acquisition from plants

    Investigated the chloroplasts of Arabidopsis thaliana: Barbara Kalisch and Prof. Peter Dörmann of the Institute of Molecular Physiology and Biotechnology of Plants at Universität Bonn. © Photo: Barbara Frommann / University of Bonn

    Research into plant cells is far from complete. Scientists under the biochemist Professor Peter Dörmann at Universität Bonn have now succeeded in describing the function of chloroplasts in more detail. These are plant and algal cell structures that are responsible for photosynthesis. The results have now been published in the scientific journal "Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA" (PNAS).

  • High yield at high selectivity – lentiviral vectors with Nipah envelope proteins developed

    High yield at high selectivity lentiviral vectors with Nipah envelope proteins developed | Left: EM image of the vector with envelope proteins (arrows). Right: Structure of a surface receptor (Her2/neu). Binding of the vector in the green zone allows membrane fusion and gene transfer. Source: Bender RR et al.: PLOS Pathog. 09. June 2016 and PEI

    To transfer genes exclusively into the patient’s therapy relevant cells is in the focus of current research approaches in gene therapy. Researchers of the Paul-Ehrlich-Institut have succeeded in modifying envelope proteins of Nipah virus (NiV) and to combine them with lentiviruses in such a way that they can now be used for a highly selective and efficient gene transfer to selected cells. Another advantage of these new vectors is that they can be produced at higher yields, which is required for clinical applications. PLOS Pathogens reports on these research results in its online edition of 09.06.2016.

  • High-speed camera snaps bio-switch in action

    The riboswitch 'button' before, during and after coupling of the ligand (green), from left to right. Credit: Yun-Xing Wang and Jason Stagno, National Cancer Institute

    X-ray experiment opens new route to study biochemical reactions. With a powerful X-ray camera, scientists have watched a genetic switch at work for the first time. The study led by Yun-Xing Wang from the National Cancer Institute of the U.S. reveals the ultrafast dynamics of a riboswitch, a gene regulator that can switch individual genes on and off. The innovative technique used for this investigation opens up a completely new avenue for studying numerous fundamental biochemical reactions, as the team reports in a fast-track publication in the journal Nature.