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

Struktur, posttranslationale Modifikationen und Funktion von Proteinen

4.1.

Die Kooperationen im Rahmen des SFB 492 befassen sich mit der Charakterisierung von rekombinanten und isolierten Proteinen. In bakteriellen Systemen exprimierte Subdomänen der Prokollagen C-Proteinase wurden im Rahmen der Kooperation mit Projekt A5 (Prof. Stöcker) untersucht. Nach in-Gel Proteolyse wurden die entstandenen Peptide mittels MALDI- und ESI-MS identifiziert. Durch Bestimmung der Aminosäuresequenz der proteolytischen Peptide mit Hilfe von CID konnte die Struktur der exprimierten Konstrukte verifiziert werden. Im Rahmen des Projektes B3 (Dr. Eble) wurde die Struktur der alpha3-Kette des Laminins-5 durch eine Kombination von in-Gel-Deglykosylierung und –Proteolyse charakterisiert, wobei die Sequenz der alpha3-Kette, die Besetzung der potentiellen N-Glykosylierungsstellen, sowie die N-Glykan-Muster nachgewiesen wurden.

Projektdauer:

2000 - 2002

Drittmittelgeber:

Deutsche Forschungsgemeinschaft (SFB 492; Projekt Z2)

Beteiligte Wissenschaftler:

PD Dr. Gottfried Pohlentz

Kooperationen:

PD Dr. Johannes Eble (Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie, Universität Münster), Prof. Walter Stöcker (Institut für Zoophysiologie, Universität Münster)

4.2. O- und N-Glykosylierung

Die häufigsten ko- und posttranslationalen Modifikationen der Proteine sind Glykosylierungen, die in verschiedenen Zellkompartimenten die Proteinfunktion spezifisch modulieren. Zum Studium der Diversität der Glykoproteine bei klinisch relevanten Defekten des Kohlenhydratstoffwechsels beim Menschen, bei Tumoren und Metastasenbildung und bei bakteriellen und viralen Erkrankungen werden neue massenspektrometrische Methoden für die Detektion und Identifizierung von Protein-gebundenen Kohlenhydraten aus biologischem Material entwickelt und angewendet.

Beteiligte Wissenschaftler:

Marko Jovanovic, Dr. Boris Macek, Dr. Dijana Šagi

Kooperationen:

Dr. Conradt (GBF Braunschweig), Prof. Hanisch (Universität Köln), Dr. Hofsteenge (Friedrich-Miescher-Institut, Basel, Schweiz)

Veröffentlichungen:

Hofsteenge, J., K. Huwiler, B. Macek, D. Hess, J. Lawler, D. Mosher, J. Peter-Katalinic: C-Mannosylation and O-Fucosylation of the thrombospondin type I module, J. Biol. Chem., 276 (2001) 6485-6498.

Hanisch, F.-G., M. Jovanovic, J. Peter-Katalinic: Glycoprotein identification and localization of O-glycosylation sites by mass spectrometric analysis of deglycosylated/alkylaminylated peptide fragments, Anal. Biochem., 290 (2001) 47-59.

Macek, B., J. Hofsteenge, J. Peter-Katalinic: Direct determination of glycosylation sites in O-fucosylated glycopeptides using nano-electrospray quadrupole time-of-flight mass spectrometry, Rapid Commun. Mass Spectrom. 15 (2001) 1-7.

Keminer, S.E., H.S. Conradt, M. Nimtz, D. Sagi, J. Peter-Katalinic, O. Diekmann, J. Müthing: Production and molecular characterization of clinical phase I anti-melanoma IgG3 monoclonal antibody

4.3

Im Rahmen des IZKF H1 Projektes werden Genexpressions- und Funktionsanalysen zu Pathogenesewegen des invasiven Mammakarzinoms und seinen potentiellen Vorläuferläsionen durchgeführt. Die Regulation der Phosphorylierung des erbB Proteins und seine Expression werden untersucht.

Projektdauer:

2001-2004

Beteiligte Wissenschaftler:

Kai Bartkowiak, PD Dr. Gottfried Pohlentz

Kooperationen:

Prof. Brandt (Labormedizin), PD Dr. Bürger (Pathologie)

4.4.

Die nicht-kovalenten Wechselwirkungen von intakten Proteinen mit ihren nieder- oder hochmolekularen natürlichen oder Modell-Liganden, sowie Proteine mit kovalent gebundenen Liganden werden mit massenspektrometrischen Methoden untersucht. Die Identifizierung der Ligand-Rezeptor-Komplexe erfolgt durch Elektrospray Ionisations- (ESI) oder Matrix unterstützter Laser Desorptions Ionisations- (MALDI) Massenspektrometrie. Die strukturelle Charakterisierung der am Komplex beteiligten Proteine erfolgt durch die Kombination von gelelektrophoretischer Separation, in-Gel Proteolyse und massenspektrometrischer Analyse der entstandenen Peptidfragmente. Durch low-energy CID können die proteolytisch erzeugten Peptide sequenziert und somit die korrespondierenden bisher nicht bekannten Proteine identifiziert werden.

Beteiligte Wissenschaftler:

Dr. Iris Meisen, PD Dr. Gottfried Pohlentz

Kooperationen:

Dr. Frey (Forschungszentrum Borstel)

Veröffentlichungen:

Olivier, V., I. Meisen, B. Meckelein, T. R. Hirst, J. Peter-Katalinic, M. A. Schmidt, A. Frey: Influence of targeting ligand flexibility on receptor binding of particulate drug delivery systems, Bioconjugate Chem. 14 (2003) 1203-1208.

4.5. Charakterisierung von Peptidhormonen bei Flusskrebsen

Krebse sind aufgrund ihres relativ einfachen Bauplanes seit mehr als einem halben Jahrhundert Modelle zum Studium der Grundlagen hormoneller Steuerungsmechanismen. Beispielsweise werden Peptidhormone von sogenannten neurosekretorischen Neuronen im Augenstiel als Neuropeptide produziert und dort in die Blutzirkulation abgegeben. Bisher unbekannte Neuropeptide wurden durch Kombination von Massenspektrometrie, klassischer Edman-Chemie und immunologischen Verfahren strukturell charakterisiert.

Projektdauer:

2000-2003

Drittmittelgeber:

Deutsche Forschungsgemeinschaft (Pe 415/15-1 und 15-2), Minerva Stiftung (2001-2003)

Beteiligte Wissenschaftler:

Dipl.-Biol. Patrick Bulau, Dr. Iris Meisen, Dr. Isam Khalaila

Kooperationen:

Prof. Dr. Rainer Keller (Universität Bonn), Prof. Dr. Amir Sagi (Ben-Gurion University, Israel)

Veröffentlichungen:

Bulau, P., B. Reichwein and R. Keller: The Eyestalk-Androgenic Gland-Testis Axis in Decapods: Demonstration, in Cherax destructor, that Crustacean Hyperglycemic Hormone (CHH) is the Inhibitory Eyestalk Factor. In: Proceedings of the 21st Conference of European Comparative Endocrinologists, Keller, R., Dircksen H., Sedlmeier D. and Vaudry, H., eds. (Monduzzi Editore, Bologna), (2002) pp. 389-392.

Bulau, P., I. Meisen, B. Reichwein-Roderburg, J. Peter-Katalinic, R. Keller: Two genetic variants of the crustacean hyperglycemic hormone (CHH) from the Australian crayfish, Cherax destructor: Detection of chiral isoforms due to posttranslational modification, Peptides 24 (2003) 1871-1879.

Bulau, P., I. Meisen, T. Schmitz, R. Keller, J. Peter-Katalinic: Identification of neuropeptides from the sinus gland of the crayfish Orconectes limosus using nanoscale on-line liquid chromatography tandem mass spectrometry, Mol. Cell. Proteomics, (2003) accepted.

Ausgewählte Tagungsbeiträge:

Bulau, P., B. Reichwein, R. Keller, J. Peter-Katalinic and I. Meisen: Sequencing of the hydrophobic C-terminus of the CHH from the crayfish Cherax destructor obtained by a modified procedure for in-solution digestion, 35. DGMS Tagung (2002), Heidelberg.

Bulau, P., B. Reichwein, R. Keller, I. Meisen and J. Peter-Katalinic: Two crustacean hyperglycemic hormones (CHHs) from a parastacidean crayfish species, Cherax destructor, 21. Conference of European Comparative Endocrinologists, (2002) Bonn.

Bulau, P., B. Reichwein, I. Khalaila and R. Keller: The Eyestalk-Androgenic Gland-Testis Axis in Decapods: Demonstration, in Cherax destructor, that Crustacean Hyperglycemic Hormone (CHH) is the Inhibitory Eyestalk Factor, 21. Conference of European Comparative Endocrinologists, (2002) Bonn.

Bulau, P., I. Meisen, R. Keller and J. Peter-Katalinic: Identification of unusual isoforms in crustacean hyperglycemic hormones from the Australian crayfish Cherax destructor, 36. DGMS Tagung (2003) Münster.