Forschungsschwerpunkt Proteomanalyse

Leitung: Dr. Raimund Hoffrogge

wiss. Mitarbeiter: Tim Beckmann, Benjamin Müller, Eva Schräder

techn. Mitarbeiterin: Nadine Wehmeier

 

Ziel der Proteomanalyse ist es, die Gesamtheit „aller“ Proteine - also des Proteoms - von Zellen, Geweben oder Organismen unter definierten Bedingungen (vergleichend)  darzustellen und auszuwerten. Unter Verwendung weiterer „Omics“-Daten und systembiologischer Ansätze erlaubt die Proteomik eine Bewertung eines spezifischen Zustands von Zellen und das Screening nach regulatorischen Komponenten.

 

Proteomanalysen in der Zellkulturtechnik

In der Zellkultivierung werden mit Proteomics-Ansätzen Zelllinien verglichen sowie die Auswirkungen gezielter Veränderungen von Kultivierungsbedingungen auf die Zusammensetzung des Protein-Inventars und schließlich der zellspezifischen Produktivität verfolgt. Neben der Effekte bestimmter Kultivierungsparameter (Medium, O2, CO2, Zelldichte und Viabilität etc.) läßt sich ebenso der Einfluss intrinsischer Faktoren wie z.B. der Differenzierungsgrad oder eine gezielte genetische Manipulation der Zellen (Metabolic engineering) auf der Proteinebene betrachten, um daraus Rückschlüsse für Prozessoptimierungen zu ziehen. Ergänzend zur Untersuchung von Gesamtproteinextrakten findet eine Fokussierung auf bestimmte „Subproteome“ statt, also die gezielte Darstellung des Proteinrepertoires von u.a. Organellen, Membranen oder des so genannten Sekretoms.

 

Methoden

Faktoren, die synergistisch zu einer dynamischen Entwicklung der Proteomforschung beigetragen haben, sind die Etablierung der (reproduzierbaren) 2D-Gelelektrophorese, die technischen und methodischen Neuerungen auf dem Gebiet der Protein-Massenspektrometrie, die Generierung großer Mengen an DNA-Sequenzinformationen und die Etablierung bioinformatischer Tools. Mit der modernen Ausstattung unserer Labore sowie der Technologie- und Bioinformatik-Plattform des CeBiTec haben wir eine sehr gute Ausstattung für Proteomanalysen zur Verfügung und ein weites Spektrum an Methoden etabliert:

  • Proteinextraktionstechniken, Proteinfraktionierung („Subproteome“)
  • SDS-PAGE, Western- und Dot-blots (semiquantitativ)
  • 2D-Gelelektrophorese (DIGE) + Softwareauswertung
  • MALDI-ToF-MS und NanoLC-ESI-MS/MS zur Proteinidentifikation, für PTM- und
  • Proteinstrukturanalysen
  • MS-basierte quantitative Proteomics-Methoden
  • Datenbanken, MS-Evaluierungs-Programme
  • Spektrometrische Methoden / Protein-Arrays
  • Flowcytometrische Untersuchungen