NGFN-PLUS
Proteomik-Plattform
| Leitung: | Prof. Dr. Katrin Marcus | |
| Institut: | Ruhr Universität Bochum | |
| Homepage: | funktionelle-proteomik.de |
Das Medizinische Proteom-Center der Ruhr Universität Bochum (MPC) erforscht zusammen mit zahlreichen Kooperationspartnern im integrierten Genomforschungs-Netzwerk die Ursachen zur Entstehung des Morbus Parkinson. Mit dem Verständnis der Krankheitsentstehung soll längerfristig die Entwicklung neuer medikamentösen Therapien ermöglicht werden.
Proteine, auch umgangssprachlich Eiweiße genannt, erfüllen vielfältige Aufgaben. So verleihen sie den Zellen Struktur, transportieren Stoffe, erleichtern chemische Reaktionen, erkennen Signalstoffe und sind damit die molekularen „Maschinen“, welche die Funktion einer Zelle ausmachen. Wir untersuchen am MPC die Gesamtheit aller Proteine in einem Lebewesen, einem Gewebe oder einer Zelle zu einem definierten Zeitpunkt – das Proteom. Das Proteom definiert damit den Funktionszustand der Zellen. Die Proteomik ist für unsere Fragestellungen ein vielversprechender und leistungsstarker Forschungsansatz, da hiermit die gleichzeitige Analyse von mehreren tausend Proteinen parallel möglich ist. Hierzu werden modernste Techniken am MPC angewendet. So werden Unterschiede kleinster Proteinmengen mittels differentieller zweidimensionaler Gelelektrophorese (2D-DIGE) dargestellt. Mit Hilfe dieser Methode können einzelne Proteine nicht nur deutlich voneinander getrennt werden, sondern auch ihre Mengenverhältnisse bestimmt werden. Anschließend wird ihre Identität anhand der Massenspektrometrie bestimmt. Mit dieser Methode geben Bruchstücke der Proteine darüber Aufschluss, um welche der vielen existierenden Proteine es sich handelt.
So wird auf der Suche nach krankheits-relevanten Proteinen in Zusammenarbeit mit unseren Kooperationspartnern das Proteom von Patientenproben mit dem von Kontrollpersonen verglichen. Zusätzlich untersuchen wir Modellsysteme der Erkrankung wie beispielsweise Zellkulturen oder Mäuse, die Mutationen tragen, welche für vererbliche Formen des Morbus Parkinson verantwortlich sind. Da es Hinweise für die Beteiligung des Immunsystems bei der Entstehung des Morbus Parkinson gibt, werden in einem weiteren Forschungsansatz Blutproben von Patienten mittels Protein-Biochip-Analyse auf die Existenz unterschiedlicher Autoimmun-Antikörper untersucht.
Diese Ansätze sollen Unterschiede im Proteom zwischen gesunden und erkrankten Patientenproben aufzeigen. Die gefundenen Differenzen geben dabei wichtige Hinweise auf Änderungen der zellulären Funktionen und können als Markerproteine zur Diagnose von Morbus Parkinson dienen.
Zweidimensionale differentielle Gelelektrophorese (2D-DIGE)
Durch das Anlegen einer elektrischen Spannung kann ein zuvor komplexes Proteingemisch in einzelne Proteine aufgetrennt werden. Dabei erfolgt eine nacheinander geschaltete Auftrennung nach isoelektrischem Punkt in der ersten Dimension (isoelektrische Fokussierung; IEF-PAGE) und der Laufgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Proteingröße in der zweiten Dimension (SDS-PAGE). Das so aufgetrennte Proteingemisch ist hier mit einer Silberfärbung sichtbar gemacht (A). Zur Auswertung von Unterschieden in der Proteinkonzentration verschiedener Proben werden diese zuvor mit fluoreszierenden Farbstoffen (rot, grün oder blau) markiert und miteinander gemischt. Nach dem Gellauf kann über die Auswahl des Farbkanals im Scanner die jeweilige Beteiligung der einzelnen Proben am Proteinmuster ermittelt werden (B).
Weiterer relevanter Internet-Link:
Medizinisches Proteom Center
Weitere Teilprojektleiter:
Proteine, auch umgangssprachlich Eiweiße genannt, erfüllen vielfältige Aufgaben. So verleihen sie den Zellen Struktur, transportieren Stoffe, erleichtern chemische Reaktionen, erkennen Signalstoffe und sind damit die molekularen „Maschinen“, welche die Funktion einer Zelle ausmachen. Wir untersuchen am MPC die Gesamtheit aller Proteine in einem Lebewesen, einem Gewebe oder einer Zelle zu einem definierten Zeitpunkt – das Proteom. Das Proteom definiert damit den Funktionszustand der Zellen. Die Proteomik ist für unsere Fragestellungen ein vielversprechender und leistungsstarker Forschungsansatz, da hiermit die gleichzeitige Analyse von mehreren tausend Proteinen parallel möglich ist. Hierzu werden modernste Techniken am MPC angewendet. So werden Unterschiede kleinster Proteinmengen mittels differentieller zweidimensionaler Gelelektrophorese (2D-DIGE) dargestellt. Mit Hilfe dieser Methode können einzelne Proteine nicht nur deutlich voneinander getrennt werden, sondern auch ihre Mengenverhältnisse bestimmt werden. Anschließend wird ihre Identität anhand der Massenspektrometrie bestimmt. Mit dieser Methode geben Bruchstücke der Proteine darüber Aufschluss, um welche der vielen existierenden Proteine es sich handelt.
So wird auf der Suche nach krankheits-relevanten Proteinen in Zusammenarbeit mit unseren Kooperationspartnern das Proteom von Patientenproben mit dem von Kontrollpersonen verglichen. Zusätzlich untersuchen wir Modellsysteme der Erkrankung wie beispielsweise Zellkulturen oder Mäuse, die Mutationen tragen, welche für vererbliche Formen des Morbus Parkinson verantwortlich sind. Da es Hinweise für die Beteiligung des Immunsystems bei der Entstehung des Morbus Parkinson gibt, werden in einem weiteren Forschungsansatz Blutproben von Patienten mittels Protein-Biochip-Analyse auf die Existenz unterschiedlicher Autoimmun-Antikörper untersucht.
Diese Ansätze sollen Unterschiede im Proteom zwischen gesunden und erkrankten Patientenproben aufzeigen. Die gefundenen Differenzen geben dabei wichtige Hinweise auf Änderungen der zellulären Funktionen und können als Markerproteine zur Diagnose von Morbus Parkinson dienen.
Zweidimensionale differentielle Gelelektrophorese (2D-DIGE)
Durch das Anlegen einer elektrischen Spannung kann ein zuvor komplexes Proteingemisch in einzelne Proteine aufgetrennt werden. Dabei erfolgt eine nacheinander geschaltete Auftrennung nach isoelektrischem Punkt in der ersten Dimension (isoelektrische Fokussierung; IEF-PAGE) und der Laufgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Proteingröße in der zweiten Dimension (SDS-PAGE). Das so aufgetrennte Proteingemisch ist hier mit einer Silberfärbung sichtbar gemacht (A). Zur Auswertung von Unterschieden in der Proteinkonzentration verschiedener Proben werden diese zuvor mit fluoreszierenden Farbstoffen (rot, grün oder blau) markiert und miteinander gemischt. Nach dem Gellauf kann über die Auswahl des Farbkanals im Scanner die jeweilige Beteiligung der einzelnen Proben am Proteinmuster ermittelt werden (B).
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