Hochauflösende Elektrospray-Ionisations Hybrid-Massenspektrometer Plattform

• Fachliche Zuordnung: Mikrobiologie, Virologie und Immunologie
• Förderung: Förderung in 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 191373756

• Erstellungsjahr: 2015

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die neue hochauflösende Massenspektrometrie-Plattform wird sehr erfolgreich für die quantitative Proteomanalytik eingesetzt. Sie ist zentraler Bestandteil der Core Facility „Massenspektrometrie und quantitative Proteomics“ des Forschungszentrums für Immuntherapie (FZI), sowie der ProTIC Core Facility des Forschungszentrums Translationale Neurowissenschaften (FTN) und wird zudem in einer Vielzahl nationaler und internationaler Kooperationen eingesetzt. Mit Hilfe der neuen Instrumentenplattform konnte eine deutlich verbesserte Messmethode für die label-freie quantitative Proteomanalytik etabliert werden. Hierbei spielt die mit dem neuen Gerät mögliche Ionenmobilitätsanalytik eine zentrale Rolle, da somit erstmals driftzeit-spezifische Kollisionsenergien eingesetzt werden können. Dies führt zu einer deutlichen Verbesserung der Fragmentierungseffizienz in Daten-unabhängigen Messmethoden, so dass mit der neuen Plattform erstmals über 4000 Proteine aus komplexen Proben - wie z.B. Zelllysaten identifiziert und label ­ frei quantifiziert werden konnten. Die Methode wurde erfolgreich für weitere Arbeiten, beispielsweise die Charaktierisierung des Proteoms der „Post-Synaptic Densities“ eingesetzt. Neben der Methodenentwicklung und –optimierung wird das Gerät für eine breite Vielfalt an Kooperationsprojekten eingesetzt, meist im Bereich der labelfreien quantitativen Proteomanalytik. Beispielhaft sind die Arbeiten zur Charakterisierung der Proteincorona von Nanopartikeln zu nennen. Im Rahmen einer Kooperation mit dem Fraunhofer ICT-IMM in Mainz wird zur Zeit ein mikrofluidisches System für die eine zeitliche genau kontrollierbare Exposition von Nanopartikel gegenüber Blutplasmabestandteilen etabliert, wobei das Gerät für die Charakterisierung Nanopartikel-gebundener Plasmaproteine eingesetzt wird. Des Weiteren wurde das Gerät im Rahmen von DFG- und BMBF-geförderten Projekten für die Charakterisierung des Proteoms des Pathogens Leishmania major, sowie für eine systembiologische Analyse der MHC-Klasse I restringierten Antigenprozessierung eingesetzt. Einen wesentlichen Beitrag liefert das Gerät auch für die Definition prädiktiver Biomarker im Rahmen eines vom DKTK geförderten Kollaborationsprojekts mit Dr. Andrea Tüttenberg aus der Hautklinik der Universitätsmedizin Mainz. Hier werden Plasmaproben von Melanompatienten nach Immuntherapie mittels label-freier quantitativer Proteomanalytik charakterisiert.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Exploring the MHC­peptide matrix of central tolerance in the human thymus. Nat Commun. 2013;4:2039
  Adamopoulou E, Tenzer S, Hillen N, Klug P, Rota IA, Tietz S, Gebhardt M, Stevanovic S, Schild H, Tolosa E, Melms A, Stoeckle C
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1038/ncomms3039)
• Proteome­wide characterization of the RNA­binding protein RALY­interactome using the in vivo­biotinylation­ pulldown­quant (iBioPQ) approach. J Proteome Res. 2013 Jun 7;12(6):2869­84
  Tenzer S, Moro A, Kuharev J, Francis AC, Vidalino L, Provenzani A, Macchi P
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1021/pr400193j)
• Rapid formation of plasma protein corona critically affects nanoparticle pathophysiology. Nat Nanotechnol. 2013 Oct;8(10):772­81
  Tenzer S, Docter D, Kuharev J, Musyanovych A, Fetz V, Hecht R, Schlenk F, Fischer D, Kiouptsi K, Reinhardt C, Landfester K, Schild H, Maskos M, Knauer SK, Stauber RH
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1038/nnano.2013.181)
• A systems level analysis reveals transcriptomic and proteomic complexity in ixodes ricinus midgut and salivary glands during early attachment and feeding. Mol Cell Proteomics. 2014 Oct;13(10):2725­35
  Schwarz A, Tenzer S, Hackenberg M, Erhart J, Gerhold-­Ay A, Mazur J, Kuhar ev J, Ribeiro JM, Kotsyfakis M
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1074/mcp.M114.039289)
• Drift time-specific collision energies enable deep­coverage data-independent acquisition proteomics. Nat Methods . 2014 Feb;11(2):167­70
  Distler U, Kuharev J, Navarro P, Levin Y, Schild H, Tenzer S
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1038/nmeth.2767)
• HIV -1 adaptation to antigen processing results in population-level immune evasion and affects subtype diversification. Cell Rep. 2014 Apr 24;7(2):448­63
  Tenzer S, Crawford H, Pymm P, Gifford R, Sreenu VB, Weimershaus M, de Oliveira T, Burgevin A, Gerstoft J, Akkad N, Lunn D, Fugger L, Bell J, Schild H, van Endert P, Iversen AK
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.celrep.2014.03.031)
• In-depth protein profiling of the postsynapt ic density from mouse hippocampus using data­independent acquisition proteomics. Proteomics. 2014 Nov;14(21­22):2607­13
  Distler U, Schmeisser MJ, Pelosi A, Reim D, Kuharev J, Weiczner R, Baumgart J, Boeckers TM, Nitsch R, Vogt J, Tenzer S
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1002/pmic.201300520)
• Mass spectrometry and imaging analysis of nanoparticle­containing vesicles provide a mechanistic insight into cellular trafficking. ACS Nano. 2014 Oct 28;8(10):10077­88
  Hofmann D, Tenzer S, Bannwarth MB, Messerschmidt C, Glaser SF, Schild H, Landfester K, Mailänder V
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1021/nn502754c)
• n-depth evaluation of software tools for data-independent acquisition ba sed label-free quantification. Proteomics. 2014 Dec 24
  Kuharev J, Navarro P, Distler U, Jahn O, Tenzer S
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1002/pmic.201400396)
• Quantitative profiling of the protein coronas that form around nanoparticles. Nat Protoc. 2014 Sep;9(9):2030­44
  Docter D, Distler U, Storck W, Kuharev J, Wünsch D, Hahlbrock A, Knauer SK, Tenzer S, Stauber RH
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1038/nprot.2014.139)