Kontakt

Dr. Hannes Drexler
E-Mail: hannes.drexler@mpi-muenster.mpg.de

Team

Dr. Hannes Drexler,
Leiter der Service Einrichtung

Annalen Nolte, technische Assistentin

Massenspektrometrie

Mass Spectrometry Unit

Die massenspektrometrische Analyse von Proteinen im Großmaßstab hat durch mehrere wichtige technische Weiterentwicklungen sowohl bei den Instrumenten als auch bei der Analyse-Software in den letzten Jahren einen erheblichen Auftrieb erfahren. Dadurch ist es nun möglich, das Proteom von Zellen oder Geweben (= das Kollektiv der zu einem gegebenen Zeitpunkt vorhandenen Proteine) in wesentlich höherer Auflösung als bisher zu beschreiben.

Wir verstehen uns als Serviceeinheit, die allen Abteilungen und Gruppen des Instituts die Analyse von Proteinen durch Massenspektrometrie zugänglich machen will. Derzeit verfügen wir über ein LTQ-Orbitrap Velos Massenspektrometer, an das eine nano-Hochdruckchromatographieanlage (nano-HPLC) angeschlossen ist. Diese Instrumentenkombination erlaubt uns die reproduzierbare chromatographische Auftrennung auch sehr komplexer Peptidgemische und deren anschließende Identifizierung und Charakterisierung durch das Massenspektrometer. Für die Datenbanksuche setzen wir einen Mascot-Server ein (Matrix Science), greifen auf den im Proteome Discoverer (Thermo Scientific) implementierten Sequest-Algorithmus zurück oder verwenden den innerhalb der MaxQuant-Umgebung (Jürgen Cox, Matthias Mann; MPI für Biochemie, Martinsried) vorhandenen Andromeda-Algorithmus.

Da die Zusammensetzung des Proteoms einer Zelle nicht statisch ist, sondern das Ergebnis eines kontinuierlichen Anpassungsprozesses, der von ständigen Fluktuationen durch geänderte Milieubedingungen charakterisiert ist (wie z. B. durch Zytokine, Wachstumsfaktoren, durch Pharmaka oder durch Änderungen in der Nährstoffzusammensetzung), ist es deshalb nicht nur wichtig, die vorhandenen Proteine zu katalogisieren, sondern auch deren quantitative Veränderungen zu erfassen, die u. U. zu einem spezifischen Phänotyp führen. Hierfür bieten wir die Möglichkeit an, mithilfe der SILAC-Technik (SILAC = Stable IsotopeLabeling with Amino Acids in Culture) oder durch den Einsatz von sog. isobarischen Tags (iTRAQ, AB Sciex; TMT, Thermo Scientific) mehrere Proben miteinander quantitativ zu vergleichen. Außerdem können wir auch durch eine sog. Label-freie Methode quantifizieren.

Weitere Themenbereiche, für die wir uns interessieren, sind die massenspektrometrische Analyse von Protein-Protein-Interaktionen, Veränderungen in der subzellulären Verteilung von Proteinen sowie die Charakterisierung von post-translationalen Proteinmodifikationen durch Phosphorylierung, Azetylierung und Ubiquitinierung.

Wir bieten Hilfestellung sowohl bei der strategischen Planung von Experimenten, in denen Massenspektrometrie eingesetzt werden soll, als auch bei der Vorbereitung der zu messenden Proben. Dazu verfügen wir über ein eigenes Labor, in dem alle Schritte von der Lyse der Zellen über die Elektrophorese bis zur Aufreinigung der Proben durchgeführt werden. Bei Bedarf können Wissenschaftler dort ihre Proben auch selbst unter Anleitung für die Messung am Massenspektrometer vorbereiten.

Publikationen

May 26, 2016; DOI: 10.1021/acs.jproteome.5b01083

Alings F, Sarin LP, Fufezan C, Drexler HCA, Leidel SA. An evolutionary approach uncovers a diverse response of tRNA 2-thiolation to elevated temperatures in yeast. RNA. 2015 Feb;21(2):202-12. doi: 10.1261/rna.048199.114. Epub 2014 Dec 12.

Pfeiffer MJ, Taher L, Drexler HCA, Suzuki Y, Makałowski W, Schwarzer C, Wang B, Fuellen G, Boiani M. Differences in embryo quality are associated with differences in oocyte composition: A proteomic study in inbred mice. Proteomics. 2014 Nov 4. doi: 10.1002/pmic.201400334. [Epub ahead of print]

Gaumann AK, Drexler HCA, Lang SA, Stoeltzing O, Diermeier-Daucher S, Buchdunger E, Wood J, Bold G, Breier G. The inhibition of tyrosine kinase receptor signalling in leiomyosarcoma cells using the small molecule kinase inhibitor PTK787/ZK222584 (Vatalanib®). Int J Oncol. 2014 Dec;45(6):2267-77. doi: 10.3892/ijo.2014.2683. Epub 2014 Sep 29.

Rocha SF, Schiller M, Jing D, Li H, Butz S,Vestweber D,Biljes D, Drexler HCA, Nieminen-Kelha M, Vajkoczy P, Adams S, Benedito R, Adams RH, Esm1 Modulates Endothelial Tip Cell Behavior and Vascular Permeability by Enhancing VEGF Bioavailability. Circulation Res, 2014 Aug 29;115(6):581-90. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.115.304718. Epub 2014 Jul 23

Schwarzer C,  Siatkowski M, Pfeiffer MJ, Baeumer N, Drexler HCA, Wang B, Fuellen G, Boiani M., Maternal age effect on mouse oocytes: new biological insight from proteomic analysis. Reproduction, 2014, 148, 55-72

Shintani Y, Drexler HCA, Kioka H, Terracciano CMN, Coppen SR, Imamura H, Akao M, Nakai J, Wheeler AP, Higo S, Nakayama H, Takashima S, Yashiro K, Suzuki K. Toll-like receptor 9 protects non-immune cells from stress by modulating mitochondrial ATP synthesis through the inhibition of SERCA2. EMBO Reports, Apr;15(4):438-45. doi: 10.1002/embr.201337945. Epub 2014 Mar 7

Boeser A, Drexler HCA, Reuter H, Schmitz H, Wu G, Schöler HR, Gentile L, Bartscherer K. SILAC Proteomics of Planarians Identifies Ncoa5 as a Conserved Component of Pluripotent Stem Cells. Cell Reports 2013, 5, 1142-1155.

Esch D, Vahokoski J, Groves MR, Pogenberg V, Cojocaru V, Vom Bruch H, Han D, Drexler HCA, Araúzo-Bravo MJ, Ng CKL, Jauch R, Wilmanns M & Schöler HR. A unique Oct4 interface is crucial for reprogramming to pluripotency. Nat Cell Biol 2013, 15, 295-301

Nakayama M, Nakayama A, van Lessen M, Yamamoto H, Hoffmann S, Drexler HCA, Itoh N, Hirose T, Breier G, Vestweber D, Cooper JA, Ohno S, Kaibuchi K & Adams RH. Spatial regulation of VEGF receptor endocytosis in angiogenesis. Nat Cell Biol 2013, 15, 249-260

Drexler HCA, Ruhs A, Konzer A, Mendler L, Bruckskotten M, Looso M, Günther S, Boettger T, Krüger M, and Braun T. On marathons and sprints: an integrated quantitative proteomics and transcriptomics analysis of differences between slow and fast muscle fibers. Mol Cell Proteomics published 30 December 2011, 10.1074/mcp.M111.010801

Pfeiffer MJ, Siatkowski M, Paudel Y, Balbach ST, Baeumer N, Crosetto N, Drexler HCA, Fuellen G, Boiani M. Proteomic analysis of mouse oocytes reveals 28 candidate factors of the "reprogrammome". J Proteome Res. 2011 May 6;10(5):2140-53. Epub 2011 Mar 29.

 
loading content