Methodenentwicklung

Die Weiterentwicklung der massenspektrometrischen Technologien erlaubt einen immer tieferen Einblick in die phänotypische Ausprägung von Zellen. Die parallele Weiterentwicklung von Methoden zur Probenvorbereitung und Messung in der Proteomik und Metabolomik erlaubt es neue Forschungsfelder zu erschließen und unsere Analysen zu präzisieren.

Globale Proteomics
In der globalen Proteomics erfolgt die Quantifizierung von tausenden Proteinen aus biologischen Matrices. Herausforderungen stellen dabei die hohe Komplexität und die großen Unterschiede in der Abundanz der Proteine über mehrere Größenordnungen dar. Über die Kombination verschiedener Fraktionierungsmethoden und eine Anpassung der Messmethoden an die Proben lassen sich die Quantifizierungsraten erhöhen und ein Fokus auf Subfraktionen von Proteinen legen.
Informationen: Johannes Schmidt ; Henning Großkopf ; Isabel Kratochvil
Posttranslationale Modifikationen von Proteinen
Die Charakterisierung von posttranslationalen Modifikationen (PTM), wie Phosphorylierung, Ubiquitinierung und Acetylierung, ist essentiel um den Einfluss von externen und internen Stimuli auf biologische Systeme zu verstehen. Die Untersuchung von PTMs setzt eine Anreicherung über verschiedene Affinitätsaufreinigungen voraus. Darüber hinaus sind Anpassungen in der massenspektrometrischen Analyse und bioinformatischen Auswertung notwendig, um eine Lokalisierung der PTM innerhalb der Proteine und eine funktionale Aussage zu ermöglichen.
Informationen: Johannes Schmidt ; Henning Großkopf
Targeted Proteomics für die absolute Quantifizierung von Proteinen
Gerichtete Proteomik ermöglicht die Identifizierung und genaue und absolute Quantifizierung von Proteinen in komplexen biologischen Matrizen, und kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn andere Nachweismethoden, wie z.B. ELISA, fehlen, mehrere Proteine aus einer Probe quantifiziert werden sollen oder wenn die Probenmenge begrenzt ist.
Informationen: Laura Krieg
Metaproteomik von mikrobiellen Gemeinschaften

Ziel unserer Versuche ist die Beschreibung der funktionellen Biodiversität innerhalb einer mikrobiellen Lebensgemeinschaft. Die geringe Größe von Mikroorganismen und die schwierige Charakterisierung morphologischer und funktioneller Parameter erschwert ihre direkte Untersuchung und Differenzierung in Mischkulturen wie Umweltproben. Unter Einbeziehung der Daten zur strukturellen Biodiversität sollen Modelle entwickelt werden, die das System beschreiben und eventuell Prognosen über die Entwicklung der Bakteriengemeinschaft ermöglichen.

Informationen: Nico Jehmlich
Gerichtete und ungerichtete Metabolomik
Gerichtete Metabolomik ermöglicht die gezielte Identifizierung und Quantifizierung von einzelnen kleinen Molekülen auf der Basis von MRM-Spektren. Diese Methode bietet eine sehr robuste und zuverlässige Möglichkeit die Abundanz von Metaboliten aus komplexen Matrizes zu bestimmen.
Ungerichtete Metabolomik hingegen erfasst die Gesamtheit aller (messbaren) Metaboliten und kann Änderungen in Bezug auf die Zusammenstellung verschiedener Metaboliten in biologischen Proben darstellen. Die umfangreiche Erfassung von Metaboliten einerseits und die ergebnisoffene Analyse andererseits sind die größten Stärken der ungerichteten Metabolomik.
Informationen: Ulrike Rolle-Kampczyk
Metabolic Flux Analyse

Da die alleinige Abundanz von Metaboliten in komplexen Systemen nicht immer aussagekräftig ist, implementieren wir eine Plattform für die Analyse von metabolischen Flüssen (Metabolic Flux Analysis). Hierbei wird mit Hilfe von Isotopen-markierten Verbindungen, deren Verstoffwechselung verfolgt. Damit können genaue Flüsse einzelner enzymatischer Reaktionen aufgeklärt werden. Informationen: Katarina Fritz; Isabel Kratochvil