Massenspektrometer LC-ESI-MS UHR QTOF

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 438807818

Das Verständnis zellulärer Vorgänge lebender Systeme erfordert ein tiefgehendes molekulares Verständnis der zugrundeliegenden Biomoleküle. Proteine spielen dabei eine Schlüsselfunktion, da sie in alle Prozesse der Körperzellen einbezogen sind. Eine Fehlfunktion von Proteinen spielt in vielen Erkrankungen eine bedeutende Rolle. Die ca. 20.000 Gene des Menschen bilden die Grundlage für die zelluläre Herstellung von ca. 500.000-1.000.000 unterschiedlichen Proteinen und Proteoforme. Proteoforme sind dabei Abwandlungen eines individuellen Proteins, welches durch meist biochemische Veränderungen in seine physiologisch aktive Form überführt wird. Hierbei handelt es sich um die chemische (kovalente) Verknüpfung mit kleinen oder großen Modifikationen. Sowohl die Produktion als auch die Analyse physiologisch bedeutsamer Proteoforme stellt eine beträchtliche wissenschaftliche Hürde dar. Für die Identifikation einer Proteoform ist die hochpräzise Bestimmung der Molekülmasse die genaueste und zuverlässigste Methode. Dies gilt in besonderer Weise für die eindeutige Zuordnung zu verschiedenen Modifikationszuständen. Moderne ultrahochauflösende Massenspektrometer garantieren diese Genauigkeit und haben daher in den vergangenen Dekaden die molekularen und systemischen Biowissenschaften revolutioniert. In dem beantragten Projekt möchten wir ein Massenspektrometer mit Ultrahochauflösung einsetzen, um Proteoforme präzise zuordnen und bestimmen zu können. Wir interessieren uns dabei sowohl für Proteine, die aus ihrem zellulären Kontext isoliert und charakterisiert werden sollen, als auch für gezielt hergestellte Proteoforme und deren Proteinkomplexe. Dabei interessieren uns insbesondere solche Proteine die in verschiedenen Krankheitsbildern (wie z.B. bakteriellen Infektionen) relevant sind. Entscheidend ist, dass die Modifikationszustände anhand intakter Proteine unterschiedlichster Größe massenspektrometrisch analysiert werden können. Da die Massenänderungen durch Proteinmodifikation meist klein, die Proteine selber aber verhältnismäßig groß sind, erfordert diese Analyse die neueste Generation von hochauflösenden Massenspektrometern. Wir erwarten von dem beantragten Gerät, dass es uns ermöglicht, Proteoforme zu identifizieren und zu charakterisieren. Es bildet damit die Grundlage für das Verständnis der funktionellen Kopplung unterschiedlicher Modifikationsstellen in der Zelle, ermöglicht die Validierung von isolierten oder produzierten Proteoformen in vitro und befähigt die quantitative Untersuchung von enzymatischen oder chemischen Modifikationsreaktionen. Dies wird uns den Weg ebnen, um die molekulare Bedeutung unterschiedlicher Proteoformen in Gesundheit und Krankheit zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Massenspektrometer LC-ESI-MS UHR QTOF
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Universität Hamburg
• Leiter: Professor Dr. Aymelt Itzen