Functional Proteomics and Protein Analysis

Inhaltlicher Schwerpunkt der Arbeitsgruppe Functional Proteomics (Leitung Dr. rer. nat. Gereon Poschmann) ist die Identifizierung und Charakterisierung von funktionell relevanten Cysteinmodifikationen an Proteinen. Hierzu werden in erster Linie proteinanalytische und Massenspektrometrie-basierte Methoden eingesetzt, in der Gruppe wird aber auch mit Modellsystemen, molekularbiologischen sowie biochemischen Methoden gearbeitet.

Bei einer Vielzahl von pathologischen und nicht-pathologischen Prozessen wie der Differenzierung von Nervenzellen, der Krebsentstehung und der Entwicklung von Fettleibigkeit und damit verbundener Folgerkrankungen spielen redox-vermittelte Signalprozesse eine wichtige Rolle. Eine Schlüsselstellung nehmen hier Modifikationen von Proteinen an der Aminosäure Cystein ein, da die Thiolgruppe zu unterschiedlichen Verbindungen oxidieren kann sowie intra- oder intermolekulare kovalente Bindungen bilden kann. Die Modifikation von Cystein kann in Folge Konsequenzen für die Funktion des Proteins oder für die Weitergabe von zellulären Signalen haben.

Ziel der Gruppe ist es, diese "Cystein-Schalter" zunächst zu identifizieren und in Folge zu charakterisieren. Hierzu wurden in den letzten Jahren unterschiedliche Methoden etabliert, mit deren Hilfe sich verschiedene Cystein-Modifikationen anreichern lassen so dass sie mit Hilfe der quantitativen Proteomanalyse untersucht werden können. Neben der Anreicherung wurden wurden auch Methoden zur Quantifizierung von Cysteinmodifikationen etabliert, die z.B. auf isotopenmarkierten Markierungsreagenzien beruhen. Neben proteinanalytischen und vor allem Massenspektrometrie-basierten Methoden werden in der Gruppe komplette Arbeitsabläufe – von der Generierung von Modellsystemen auf Zellebene – bis zur Analyse von Proteinisoformen abgedeckt und weiterentwickelt.