Fachbereich 05 - Medizinische Fakultät
Institut für Medizinische Physik und Biophysik
Biomedizinische Analytik

Struktur und Funktion von Glykolipiden

Glykosphingolipide (GSL) sind integrale Bestandteile der Zellmembranen von Eukaryonten. Mit ihren zur Zelloberfläche exponierten Zuckermolekülen spielen sie eine wichtige Rolle bei Zell-Zell-Kontakten und somit bei der Organogenese. Sie fungieren weiterhin als Rezeptoren für pflanzliche Lektine und tierische Selektine, Antikörper, bakterielle Toxine, Viren und Bakterien. Neue immunologische und massenspektrometrische Methoden (MALDI-MS und nanoESI-QTOF-MS) wurden für klinisch relevante Fragestellungen entwickelt. Die Erkennung von dem für die humane Tumortherapie klinisch relevanten rViscumin als Gangliosidlektin wurde spezifiziert. Die durch MS erhaltenen Expressionsmuster von Gangliosiden im menschlichen Gehirn wurden mit massenspektrometrischen Methoden unter Einbeziehung von neu etablierten Kapillarelektrophorese (CE)–Techniken im Detail charakterisiert. Struktureigenschaften der Glykolipide bakteriellen Ursprungs liefern grundlegende Daten über die beteiligten Antigene und ihre Vorläufer.

Beteiligte Wissenschaftler:

Anke Beckedorf, Marko Jovanovic, Dr. Iris Meisen, Dr. Wolfgang Metelmann-Strupat, Dr. Michael Mormann, Prof. Dr. Johannes Müthing, Dr. Željka Vukelic, Dr. Alina Zamfir

Kooperationen:

Prof. Messner und PD Dr. Schäffer (Universität für Bodenkultur, Wien), Dr. Conradt (GBF, Braunschweig), Prof. Vestweber (ZMBE, Universität Münster), Dr. Kos und Prof. Marušic (Universität Zagreb), Dr. Markotic (Universität Split), Prof. Neumann (Tierärztliche Hochschule Hannover), Prof. Lehmann (Universität Bielefeld), Prof. Lentzen und Dr. Langer (VISCUM AG)

Veröffentlichungen:

Vukelic, Ž., J. Müthing, M. Kos, J. Peter-Katalinic: Anencephaly: structural characterization of gangliosides in defined brain regions, Biol. Chem. 382 (2001) 259-274.

Müthing, J.: Mammalian glycosphingolipids. In Fraser-Reid,B., Tatsuta,K., and Thiem,J. (eds.), Glycoscience: Chemistry and Chemical Biology, Vol. 3, Chap. 7.5, Chemical biology and biomedicine: glycolipids and glycosphingolipids, Springer, Heidelberg, Germany (2001) pp. 2183-2252.

Metelmann, W., J. Müthing, J. Peter-Katalinic: Gangliosides from human granulocytes: A nano-ESI QTOF mass spectrometry fucosylation study of low abundant species in complex mixtures. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 12 (2001) 964-973.

Metelmann, W., Ž. Vukelic, J. Peter-Katalinic: Nano-ESI quadrupole time-of-flight mass spectrometry of gangliosides from human brain tissue, J. Mass Spectrom. 36 (2001) 21-29.

Kemminer, S.E., H.S. Conradt, M. Nimtz, D. Sagi, J. Peter-Katalinic, O. Diekmann, I. Drmic, J. Müthing: Production and molecular characterization of clinical phase I anti-melanoma mouse IgG3 monoclonal antibody R24, Biotechnol. Prog. 17 (2001) 809-821.

Markotic, A., A. Marušic, J. Tomac, J. Müthing: Ganglioside expression in tissues of mice lacking ß2-microglublin, Clin. Exp. Immunol. 128 (2002) 27-35.

Müthing, J.: TLC and HPLC of glycosphingolipids. In El Rassi,Z. (ed.), Carbohydrate Analysis by Modern Chromatography and Electrophoresis, Vol. 66, Chap. 13, Elsevier Science, Amsterdam, The Netherlands (2002) pp. 423-482.

Müthing, J., M. Burg, B. Möckel, M. Langer, W. Metelmann, A. Werner, U. Neumann, J. Peter-Katalinic, J. Eck: Preferential binding of the anticancer drug rViscumin (recombinant mistletoe lectin) to terminally alpha2-6-sialylated neolacto-series gangliosides, Glycobiology 12 (2002) 485-497.

Werner, A., D. Lütkemeyer, I. Poggendorf, J. Lehmann, J. Müthing: Serum-free production of a chimeric E-selectin-IgG protein from 1 to 100 l scale: repeated batch cultivation versus continuous spin filter perfusion, Cytotechnology 38 (2002) 47-56.

Zamfir, A., Ž . Vukelic, J. Peter-Katalinic: A capillary electrophoresis and off-line capillary electrophoresis/electrospray ionization-quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry approach for ganglioside analysis, Electrophoresis 23 (2002) 2894-2903.

Beckedorf., A. I., C. Schäffer, P. Messner, J. Peter-Katalinic: Mapping and sequencing of cardiolipins from Geobacillus stearothermophilus NRS 2004/3a by positive and negative ion nanoESI-QTOF-MS and MS/MS, J. Mass Spectrom., 37 (2002) 1086-1094.

Schäffer, C., A. I. Beckedorf, A. Scheberl, S. Zayni, J. Peter-Katalinic, P. Messner: Isolation of glucocardiolipins from Geobacillus sterothermophilus NRS 2004/3a, J. Bateriol. 184 (2002) 6709-6713.

Meisen, I., J. Peter-Katalinic, J. Müthing: Discrimination of neolacto-series gangliosides with a2-3- and a2-6-linked N-acetylneuraminic acid by nanoESI low-energy CID tandem QTOF MS, Anal. Chem., 75 (2003) 5719-5725.

Ausgewählte Tagungsbeiträge:

Jovanovic, M., W. Metelmann, J. Müthing, J. Peter-Katalinic: Comparative ionisation patterns of complex ganglioside mixtures in MALDI- and ESI-MS. 34. DGMS Tagung (2001) München.

Mormann, M., J. Müthing, W. Metelmann, J. Peter-Katalinic: Structural analysis of gangliosides by SORI-CID. 6th European Workshop on Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry (2001) Kerkrade, The Netherlands.

Beckedorf, A. I., C. Schäffer, P. Messner, J. Peter-Katalinic: Identification of cardiolipins in Bacillus stearothermophilus NRS 20004/3a by positive and negative ion nanoESI-QTOF-MS and MS/MS, Proceedings of the 49th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics, May 27-31, 2001, Chicago, USA.

Brodarac, A., J. Müthing, V. Jäger, A. Zamfir, J. Peter-Katalinic: Structural characterization of insect glycosphingolipids by nano-electrospray ionization quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry. 35. DGMS Tagung (2002) Heidelberg.

Mormann, M., J. Müthing, J. Peter-Katalinic: Identification of phospholipid species in ganglioside mixtures from natural sources by use of multiple stage SORI-CID. 35. DGMS Tagung (2002) Heidelberg.

Müthing, J., I. Meisen, M. Burg, B. Möckel, M. Langer, W. Metelmann-Strupat, U. Neumann, J. Peter-Katalinic, J. Eck: Preferential binding of the anticancer drug rViscumin (recombinant mistletoe lectin) to terminally alpha2-6-sialylated neolacto-series gangliosides. 13th Joint Meeting of the "Studiengruppe Glykobiologie der Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiologie", the"Nederlandse Vereniging voor Glycobiologie", and the "Groupe Lillois de Glycobiologie" (2002) Münster/Raesfeld.

Müthing, J., R. Lümen, A. Werner, W. Metelmann-Strupat, D. Vestweber, J. Peter-Katalinic: Fucosylated monosialogangliosides with linear poly-N-acetyllactosaminyl chains (polyglycosylceramides) from human granulocytes are potential E-selectin ligands. 13th Joint Meeting of the "Studiengruppe Glykobiologie der Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiologie", the"Nederlandse Vereniging voor Glycobiologie", and the "Groupe Lillois de Glycobiologie" (2002) Münster/Raesfeld.

Müthing, J., M. Burg, B. Möckel, M. Langer, J. Peter-Katalinic, J. Eck, H. Lentzen: alpha2-6-Sialylated neolacto-series gangliosides serve as receptors for rViscumin. Joint EORTC-NCI-AACR meeting (2002) Frankfurt/M.

Zamfir, A., Ž. Vukelic, J. Peter-Katalinic: Novel method for mapping and sequencing of gangliosides by capillary electrophoresis/electrospray ionization quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry, Proceedings of the 50th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics (2002) Orlando, USA.

Meisen, I., M. Langer, H. Lentzen, K. Witthohn, U. Neumann, J. Peter-Katalinic, J. Müthing: Structural characterization of receptor gangliosides for rViscumin (recombinant mistletoe lectin) by immunochemical methods and mass spectrometry. 36. DGMS Tagung (2003) Münster.