Hochauflösendes Massenspektrometer mit nano-LC und micro-LC Kopplung
Final Report Abstract
Mithilfe des bewilligten hochauflösenden Massenspektrometers war es möglich, die am Institut für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie vorhandene Expertise im Bereich analytische und toxikokinetische Studien um die Feinmassenbestimmung von Medikamenten, Drogen und deren Metaboliten aus Körperflüssigkeiten und Abwasser entscheidend zu erweitern. So gelang es mit dieser Technik, den Phase I- und II-Metabolismus so genannter neuer psychotroper Substanzen aufzuschlüsseln, was von großer Relevanz für die Beurteilung der Risiken ist, die mit Einnahme dieser Substanzen verbunden sind. Gleichzeitig wurde begonnen, eine effektive Proteinanalytik zu betreiben. Hierzu wurden Cavβ-Proteine und einzelne TRP-Ionenkanalproteine als Komponenten von Multiproteinkomplexen, die aus verschiedenen Zellkompartimenten angereichert wurden, identifiziert. Dabei zeigte sich, dass die Translation der mRNA, die für das Ionenkanalprotein TRPV6 kodiert, an einem Nicht-AUG-Kodon initiiert, das im Bereich der 5‘ nicht-translatierten Sequenz (5‘-UTR) liegt und von einem Methionin dekodiert wird. Als Folge ist der Aminoterminus des TRPV6 Proteins um 40 Aminosäurereste verlängert. Es gibt Hinweise, dass dies kein Einzelfall ist sowie Untersuchungen, die zeigen, dass dies auch für weitere Proteine gilt, z.B. für Ionenkanalproteine wie das TRPC1-Protein. Parallel und erstmals überhaupt wurde die innerhalb von nur 3 Minuten unter Mundhöhlenbedingungen auf die Zahnoberfläche und verschiedenen Dentalmaterialien adsorbierte Schicht aus Speichelproteinen (Pellikel) massenspektrometrisch analysiert. Das Proteom der 3 Minuten-Pellikel ist sehr viel komplexer zusammengesetzt als bis dato vermutet und besteht - unabhängig von der Substratoberfläche - aus über 600 Proteinen, was auf eine nicht selektive Adsorption von Proteinen während Bildung des initialen Biofilms hindeutet. Die bio-informatische Auswertung basierend auf der Gene Ontologies Datenbank weist auf eine Vielzahl molekularer Funktionen in der 3 min-Pellikel hin und belegt die physiologische Bedeutung der Pellikel.
Publications
- Ketaminederived designer drug methoxetamine: metabolism including isoenzyme kinetics and toxicological detectability using GC-MS and LC-(HR-)MS^n. Anal Bioanal Chem. 2013;405(19):6307-21
Meyer MR, Bach M, Welter J, Bovens M, Turcant A, Maurer HH
- The in vivo TRPV6 protein starts at a non-AUG triplet, decoded as methionine, upstream of canonical initiation at AUG. J Biol Chem 288: 16629–16644 (2013)
Fecher-Trost C, Wissenbach U, Beck A, Schalkowsky P, Stoerger C, Doerr J, Dembek A, Simon-Thomas M, Weber A, Wollenberg P, Ruppert T, Middendorff R, Maurer HH, Flockerzi V
(See online at https://doi.org/10.1074/jbc.M113.469726) - (2014) GC-MS and LC-(high-resolution)-MS(n) studies on the metabolic fate and detectability of camfetamine in rat urine. Anal Bioanal Chem. 2014 Jun;406(16):3815-29
Welter J, Kavanagh P, Maurer HH
(See online at https://doi.org/10.1007/s00216-014-7796-6) - Biotransformation and detectability of the designer drug 2,5- dimethoxy-4-propylphenethylamine (2C-P) studied in urine by GC-MS, LC-MS^n, and LC-high-resolution-MS^n. Anal Bioanal Chem . 2014;407(3):831-43
Wink CS, Meyer MR, Braun T, Turcant A, Maurer HH
(See online at https://doi.org/10.1007/s00216-014-8083-2) - Dimethocaine, a synthetic cocaine analogue: studies on its in-vivo metabolism and its detectability in urine by means of a rat model and liquid chromatography-linear ion-trap (highresolution) mass spectrometry. Anal Bioanal Chem. 2014;406(7):1845-54
Meyer MR, Lindauer C, Welter J, Maurer HH
(See online at https://dx.doi.org/10.1007/s00216-013-7539-0) - RIM2α is a molecular scaffold for Zona pellucida-induced acrosome reaction. J Mol Cell Biol 6:434-437 (2014)
Weber et al.
(See online at https://doi.org/10.1093/jmcb/mju037) - Studies on the metabolism and the detectability of 4-methyl-amphetamine and its isomers 2-methyl-amphetamine and 3-methyl-amphetamine in rat urine using GC-MS and LC-(high-resolution)-MSn. Anal Bioanal Chem. 2014;406(7):1957-74
Welter J, Meyer MR, Kavanagh P, Maurer HH
(See online at https://doi.org/10.1007/s00216-013-7595-5) - Benzofuran analogues of amphetamine and methamphetamine: studies on the metabolism and toxicological analysis of 5-APB and 5- MAPB in urine and plasma using GC-MS and LC-(HR)-MS(n) techniques. Anal Bioanal Chem. 2015;407(5):1371-88
Welter J, Kavanagh P, Meyer MR, Maurer HH
(See online at https://doi.org/10.1007/s00216-014-8360-0) - GC-MS, LC-MS(n), LC-high resolution-MS(n), and NMR studies on the metabolism and toxicological detection of mesembrine and mesembrenone, the main alkaloids of the legal high "Kanna" isolated from Sceletium tortuosum Anal Bioanal Chem. 2015 Jan;407(3):761-78
Meyer GM, Wink CS, Zapp J, Maurer HH
(See online at https://doi.org/10.1007/s00216-014-8109-9) - Metabolic fate, mass spectral fragmentation, detectability, and differentiation in urine of the benzofuran designer drugs 6-APB and 6-MAPB in comparison to their 5-isomers using GC-MS and LC-(HR)-MS(n) techniques. Anal Bioanal Chem. 2015;407(12):3457-70
Welter J, Brandt SD, Kavanagh P, Meyer MR, Maurer HH
(See online at https://dx.doi.org/10.1007/s00216-015-8552-2)
