MALDI-TOF-TOF-Massenspektrometer für massenspektrometrisches Imaging

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung in 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426788273

Das beantragte Matrix-assistierte-Laser-Desorptions-Ionisations (MALDI) Tandem-Flugzeit-Massenspektrometer (TOF-TOF-MS) soll zur Analyse von Gewebeschnitten mit massenspektrometrischem Imaging sowie für Molekulargewichtsbestimmungen von Biomolekülen wie Glykanen, Lipiden, Nukleotiden, Peptiden und Proteinen genutzt werden. Das MALDI-TOF-TOF-MS ergänzt, bedingt durch die andersartigen Mechanismen der Desorption und Ionisation, komplementär die vorhandenen Elektrospray-Ionisations (ESI) Tandem-Massenspektrometer und soll optional genutzt werden, wenn mit den ESI-Systemen erwartete Signale nicht sichtbar werden. Mit der TOF-TOF-Funktion sollen Fragmentspektren der Analytionen generiert werden, um diese identifizieren zu können. Diese Funktion ist auch für das massenspektrometrische Imaging sehr wichtig. Letzteres soll für die Analyse von Tissue-Micro-Arrays der Pathologie genutzt werden, um nach Krebsmarkern zu suchen, für die Analyse von Gewebeschnitten von krankhaft veränderten Geweben als Erweiterung der Methoden der Histologie, sowie von der Anatomie zur Analyse der Morphologie von Geweben experimenteller Modelle. Die Core-Facility "Massenspektrometrische Proteomanalytik" des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf wird das Massenspektrometer neben den oben genannten Molekulargewichtsbestimmungen für verschiedene Formen der Proteom-Analytik nutzen, wie Bottom-Up Proteomics (Verdau von Proteinextrakten, Trennung der resultierenden Peptide mit Flüssigkeitschromatographie, Sammeln der Fraktionen auf MALDI-Probentellern, MALDI-TOF-TOF-MS Messung der Molekulargewichte der intakten Peptide und ihrer Fragmente, bioinformatische Prozessierung und Interpretation zur Identifizierung der Proteine), als optionale Ergänzung zu den Analysen tryptischer Peptide mit der Flüssigkeitschromatographie gekoppelt per ESI an hochauflösende Tandem-Massenspektrometer. Die sehr hohe Messgeschwindigkeit des MALDI-TOF-TOF-MS erlaubt die Etablierung einer neuen Form der relativen quantitativen Analyse von Proteoformen, unter Nutzung der metabolischen Markierung von Proteinen mit stabilen Isotopen. Leichte und schwere Proteine aus Probe A und B werden gemischt, mit der zwei-dimensionalen Elektrophorese getrennt, dass ganze Gel in ca. 1000 kleine Quadrate geschnitten, Proteine in den Gelen verdaut, die entsalzten tryptischen Peptide mit dem MALDI-TOF-TOF-MS identifiziert und quantifiziert. System-bedingte Änderungen in Zellen auf Ebene von Proteoformen können so erkannt werden. Das MALDI-TOF-TOF-MS wird auch für Top-Down-Analysen intakter Proteine, insbesondere zur Bestimmung der N-Termini (Ersatz eines Edman-Sequenzier-Systems) und C-Termini eingesetzt werden. Diese Analytik ist für viele Gruppen wichtig, die ihre Proteine für die Röntgenstrukturanalyse kristallisieren sowie für die EU-Graduiertenschule "Analytics for Biologics - A4B", die sich mit der Analyse von Proteoformen von therapeutischen Proteinen beschäftigt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: MALDI-TOF-TOF-Massenspektrometer für massenspektrometrisches Imaging
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Universität Hamburg
• Leiter: Professor Dr. Hartmut Schlüter
• Kooperationspartner: Professor Dr. Pengyuan Yang