LC-MS/MS für die Proteomforschung

• Fachliche Zuordnung: Biologische Chemie und Lebensmittelchemie
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 452419311

Der Antragsteller schlägt vor, ein hochauflösendes Massenspektrometer und ein dazugehöriges Hochleistungschromatographiesystem für die qualitative und quantitative Analyse von Proteinen in großem Maßstab zu erwerben. Insbesondere soll das Instrument zunächst zwei Großprojekte im Labor des Antragstellers unterstützen.1. Ein Atlas der Proteome von Nutzpflanzen (CPA): Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs SFB924 (Molekulare Mechanismen der Ertragsbildung und Ertragssicherung bei Pflanzen) plant der Antragsteller, einen Pflanzenproteomatlas zu erstellen, der i) 20 Kapitel enthält, die die Pflanzenarten abdecken, die nach Angaben der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen insgesamt ~ 80% der weltweiten pflanzlichen Lebensmittelproduktion ausmachen; ii) 10 weitere Kapitel zu Kulturpflanzen enthält, die für regionale Ernährungsgewohnheiten bedeutsam sind, und iii) zusätzliche thematische Kapitel zu biotischen und abiotischen Stressexperimenten in Kulturpflanzen beinhaltet. Die Hauptziele des Projekts sind: 1) Bereitstellung hochwertiger Daten zu Proteinen für die Pflanzenwissenschaften für eine vielfältige, aber wirtschaftlich wichtige Gruppe von Pflanzen; 2) Bereitstellung von Computerprogrammen innerhalb der ProteomicsDB, die eine tiefgehende Analyse des CPA ermöglichen; 3) den Nutzen dieser molekularen Ressource anhand einschlägiger Beispiele aus der Pflanzenforschung zu demonstrieren, beispielsweise anhand von Fragen zu Ertrag, Stress oder grundlegenden biologischen Mechanismen; sowie 4) um zu demonstrieren, dass die Anwendung von massenspektrometrie-basierter Proteomik in den Pflanzenwissenschaften den Mangel an Forschungsreagenzien (wie Antikörpern) verringern kann.2. Nutzung des Tumorproteomaktivitätsstatus für zukünftige Krebstherapien (TOPAS): Im Rahmen eines ERC Advanced Grant planen die Antragsteller, den TOPAS einzelner Krebspatienten als evidenzbasiertes Kriterium für Behandlungsempfehlungen durch molekulare Tumorboards zu etablieren. Um dies zu erreichen, wird der Antragsteller i) die Reaktion des Phosphoproteoms von 10 Modellkrebszelllinien auf> 100 aktuelle Krebsmedikamente untersuchen; ii) die Phosphoproteome von Krebspatienten profilieren und iii) Rechenwerkzeuge zur Integration der experimentellen Daten entwickeln. Das Forschungsprogramm orientiert sich an drei interdisziplinären Zielen: 1) zu zeigen, dass die Modulation des TOPAS von Krebsmodellen durch Kinaseinhibitoren das Phosphoproteom funktionalisiert und die zellulären Wirkmechanismen dieser wichtigen Arzneimittel aufdeckt; 2) zu zeigen, dass die Entwicklung und Validierung von Wirkstoff-, Protein- und Signalweg-zentrierten TOPAS-Kriterien, Behandlungsvorschlägen auf der Grundlage der Proteome und Phosphoproteome von Krebszelllinien und -Patienten führen können, und 3) den Nachweis zu erbringen, dass die Phosphoproteomanalyse und die TOPAS-Bewertung von Sarkompatienten bei der Entscheidungsfindung in molekularen Tumorboards zu helfen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: LC-MS/MS für die Proteomforschung
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Technische Universität München (TUM)
• Leiter: Professor Dr. Bernhard Küster