LC-MS-System zur Analyse von Proteomen und posttranslationalen Modifikationen

• Fachliche Zuordnung: Pflanzenwissenschaften
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 575854334

Die Forschung in der Arbeitsgruppe Hippler konzentriert sich auf das Verständnis der zellulären Anpassungsmechanismen von Pflanzen an Umweltstress. Als Modellsystem nutzen wir hauptsächlich die Grünalge Chlamydomonas reinhardtii und kombinieren molekularbiologische Methoden wie reverse Genetics und Proteomics, um die Assemblierung, Funktion und Regulation des photosynthetischen Apparates bei der oxygenen Photosynthese zu untersuchen. Darüber hinaus analysieren wir die N-Glykosylierung von Proteinen und deren Rolle bei der Zilienmotilität in Chlamydomonas. Massenspektrometrie-basierte Proteomanalysen sind ein zentrales Werkzeug unserer Forschung. Gemeinsam mit Kooperationspartnern setzen wir diese Technologie erfolgreich für ungezielte (DDA) und gezielte (PRM) Proteinquantifizierung, die Analyse posttranslationaler Modifikationen (wie Phosphorylierung, N-Glykosylierung, Carboxylierung, Oxygenierung) sowie für Strukturstudien mittels chemischer Crosslinking-Strategien ein. Unser aktuelles LC-MS-System war über zehn Jahre nahezu durchgehend in Betrieb und ist aufgrund eines Elektronikdefekts außer Funktion. Eine Reparatur ist wirtschaftlich nicht mehr sinnvoll, sodass eine Neuanschaffung notwendig ist. Das neue Gerät sollte in der Lage sein, hochsensitive, markierungsfreie Proteom- und PTM-Analysen mit hoher Genauigkeit und großem dynamischem Bereich durchzuführen. Eine erweiterte Massenerfassungsgrenze (über 10.000 m/z) ist wünschenswert, um detaillierte Top-down-Analysen von Proteinen sowie die Charakterisierung von Multiproteinkomplexen zu ermöglichen, die für unsere Forschung im Rahmen der GoPMF-Forschungsgruppe zentral sind. Das System sollte die zuverlässige Detektion und Analyse großer Proteinkomplexe im Bereich mehrerer Hundert Kilodalton ermöglichen. Diese Fähigkeit ist essenziell für die Untersuchung der Struktur und Dynamik photosynthetischer Proteinkomplexe. Darüber hinaus sollte das neue Gerät über eine Ion-Mobility-unterstützte Trennung verfügen, um native Massenspektrometrie-Analysen zu verbessern sowie die Identifizierung komplexer Peptidmischungen zu erleichtern. Besonders die Unterscheidung von glykosylierten und nicht-glykosylierten Peptiden würde davon profitieren. Das neue Massenspektrometer soll in die Geräteinfrastruktur der MS Proteomics Unit Biology of Plants (MSPUB) integriert werden, die ihre Dienste dem gesamten Fachbereich Biologie der Universität Münster zur Verfügung stellt. Es würde nicht nur die Forschung der AG Hippler zur Photosyntheseregulation und Zilienglykosylierung sichern, sondern auch zahlreichen weiteren Arbeitsgruppen mit vielfältigen Fragestellungen im Bereich Proteinkomplexe und posttranslationale Modifikationen zugutekommen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: LC-MS-System zur Analyse von Proteomen und posttranslationalen Modifikationen
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Universität Münster
• Leiter: Professor Dr. Michael Hippler