Hybrid-Quadrupol-Massenspektrometer (LC/MS)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel der Nutzung des Electrospray-Ionisations-(ESI)-Quadrupol-Orbitrap Massenspektrometers, gekoppelt mit einer Nano-Ultrahochdruck-Flüssigkeitschromatographie (LC-MS), war der Einsatz des LC-MS Systems in der Core-Facility des Universitätsklinikums (UKE) und der Universität Hamburg (UHH) für die Analytik von Biomolekülen, mit einem Schwerpunkt im Bereich der Protein- und Proteomanalytik. Im Vordergrund stand die Kooperation mit Prof. Dwayne Miller, in der das LC-MS System für die Charakterisierung der Eigenschaften des Picosekunden-Infrarot-Laser (PIRL) und seiner Anwendungen in der Medizin und den Lebenswissenschaften genutzt wurde. Mit dem LC-MS-System wurde deshalb das Aerosol von verschiedenen Geweben sehr detailliert untersucht. Das Gewebe-Aerosol entsteht durch Bestrahlung des Gewebes mit PIRL, der das Gewebe kalt verdampft. Durch die sehr schonende und sehr schnelle Umwandlung des Gewebes in ein Aerosol bleiben die ursprünglich im Gewebe vorhandenen Moleküle intakt. Selbst empfindliche Moleküle wie Proteine werden während der Ablation des Gewebes mit PIRL chemisch nicht umgewandelt. In Kondensaten von A erosolen sind Enzymaktivitäten nachweisbar. Die sehr schnelle Umwandlung von Geweben durch PIRL in Aerosole und das sehr schnelle Kondensieren der Aerosole ermöglicht einen besseren Zugang zu den Protein-Spezies (Proteoformen) im Gewebe, da die freigesetzten Enzyme kaum Zeit haben, die posttranslationalen zu verändern oder proteolytisch abzubauen. Die hohe Homogenität der Gewebe-Aerosole erlaubt die Infusion des Kondensats ohne weitere Probenvorbereitung über statisches Nano-ESI in das Massenspektrometer. Spektren von PIRL-induzierten Aerosolen von wässrigen Lösungen, in denen sich Proteine befinden, die in die Transfer-Kapillare von ESI-Quellen gesogen werden, zeigen ESI-typische Signalmuster: Die Signale in den Spektren stammen von einer größeren Zahl unterschiedlich positiv geladener Protein-Ionen. Diese Ergebnisse zeigen, dass mit PIRL eine besondere Form der Massenspektrometrie möglich ist, vergleichbar mit einer Atmosphärendruck-MALDI-Massenspektrometrie mit Wasser, in fester oder flüssiger Form, als MALDI-Matrix. Für die Bildung der Ionen mit einer Vielzahl unterschiedlicher Ladungen ist der Verdampfungsprozess in der Transferkapillare verantwortlich. Das LC-MS System wurde auch für eine Reihe von Projekten eingesetzt, in denen differentielle Proteomanalytik zu Klärung wissenschaftlicher Fragen genutzt wurde.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Ultrafast extraction of proteins from tissues using desorption by impulsive vibrational excitation. Angew Chem Int Ed Engl. 2015 Jan 2;54(1): 285-8
Kwiatkowski M, Wurlitzer M, Omidi M, Ren L, Kruber S, Nimer R, Robertson WD, Horst A, Miller RJ, Schlüter H
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/anie.201407669|) - Homogenization of tissues via picosecondinfrared laser (PIRL) ablation: Giving a closer view on the in-vivo composition of protein species as compared to mechanical homogenization. J Proteomics. 2016; 134: 193-202
Kwiatkowski M, Wurlitzer M, Krutilin A, Kiani P, Nimer R, Omidi M, Mannaa A, Bussmann T, Bartkowiak K, Kruber S, Uschold S, Steffen P, Lübberstedt J, Küpker N, Petersen H, Knecht R, Hansen NO, Zarrine-Afsar A, Robertson WD, Miller RJD, Schlüter H
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.jprot.2015.12.029) - Quantitative Lipid Droplet Proteome Analysis Identifies Annexin A3 as a Cofactor for HCV Particle Production. Cell Reports. 2016; 16: 3219-31
Rösch K, Kwiatkowski M, Hofmann S, Schöbel A, Grüttner C, Wurlitzer M, Schlüter H, Herker E
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.celrep.2016.08.052) - Host Cell Proteins in Biologics Manufacturing: The Good, the Bad, and the Ugly. Antibodies 2017; 6: 13-31
Kornecki M, Mestmäcker F, Zobel-Roos S, Heikaus de Figueiredo L, Schlüter H, Strube J
(Siehe online unter https://doi.org/10.3390/antib6030013) - Identification of novel parasitophorous vacuole proteins in P. falciparum parasites using BioID. Int J Med Microbiol. 2017 Jul 27. pii: S1438-4221
Khosh-Naucke M, Becker J, Mesén-Ramírez P, Kiani P, Birnbaum J, Fröhlke U, Jonscher E, Schlüter H, Spielmann T
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.ijmm.2017.07.007) - Isolation and initial structural characterization of a 27 kDa protein from Zingiber officinale. Journal of Molecular Structure 2018: 1156, 330-335
Rasheed S, Ahmad MS, Sven Falke S, Ali Arslan A, Fazel R, Schlüter H, Betzel C, Choudhary MI
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2017.11.116) - Multi-laboratory analysis of the variability of shipped samples for proteomics following non-cooled international transport. Anal Biochem. 2018; 548: 60-65
Steffen P, Krisp C, Yi W, Yang P, Molloy MP, Schlüter H
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.ab.2018.02.026)
