Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Protein-Massenspektrometrie

Protein-Untersuchungen mit Hilfe der modernen Cross-Linking-Massenspektrometrie

  • Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Protein-Massenspektrometrie. Bild: Science Photo Library RF/Getty Images.Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Protein-Massenspektrometrie. Bild: Science Photo Library RF/Getty Images.

Proteine sind wichtige Bausteine des menschlichen Körpers, die viele grundlegende Prozesse steuern. Wie Proteine funktionieren, ist maßgeblich über ihre Struktur festgelegt. Bereits kleinste Mutationen können dazu führen, dass Krankheiten, beispielsweise Krebs, entstehen.

Deshalb ist es wichtig, ihre Struktur im Detail zu erforschen. Hierfür gibt es verschiedene Verfahren. Eine sehr bekannte, aber auch komplizierte Methode ist die so genannte Cross-Linking-Massenspektrometrie. "Mit dem Verfahren lassen sich Proteine und Proteinwechselwirkungen sehr detailliert beschreiben und analysieren. Das ist für das grundlegende Verständnis von Proteinen und ihren Funktionen essentiell", sagt die Pharmazeutin Prof. Dr. Andrea Sinz von der MLU, die seit vielen Jahren auf dem Gebiet der Cross-Linking-Massenspektrometrie forscht und zu den führenden Wissenschaftlerinnen auf dem Gebiet zählt.

Das Besondere an der Cross-Linking-Massenspektrometrie ist, dass nicht einfach die bloßen Proteine analysiert werden. Sie werden zuvor mit einem zusätzlichen Reagenz gemischt. Dieser Stoff wird je nach Art und Struktur der Proteine nur an bestimmten Stellen der Proteine gebunden. In der Analyse mit dem Massenspektrometer funktioniert das Reagenz dann wie ein molekulares Lineal, indem es Auskunft darüber gibt, an welchen Stellen das Protein vernetzt wurde. So lassen sich Rückschlüsse über die Struktur der Proteine ziehen. Um diese Untersuchungen korrekt durchzuführen und die Daten anschließend entsprechend auswerten zu können, ist viel Fachwissen nötig.

In der jüngsten Ausgabe von "Nature Protocols" beschreiben Sinz und ihr Team Schritt für Schritt, wie sich diese komplizierte Methode anwenden lässt. Wie bei einem Kochrezept beschreiben die Forscher zudem, welche Materialien für die Untersuchungen nötig sind. Auch die anschließende Auswertung der Daten am Computer erklärt das Forscherteam im Detail. Hierfür entwickelte der MLU-Alumnus Dr. Michael Götze, der mittlerweile an der ETH Zürich forscht, sogar eine eigene, frei verfügbare Software. "Unser Paper ist ein gut anwendbares und leicht verständliches Protokoll für Strukturbiologen, die die Technik nutzen wollen", fasst Andrea Sinz zusammen.

Originalveröffentlichung:

Iacobucci C.

et al.: A cross-linking/mass spectrometry workflow based on MS-cleavable cross-linkers and the MeroX software for studying protein structures and protein-protein interactions, Nature Protocols (2018); DOI: 10.1038/s41596-018-0068-8.

Weitere Informationen:

Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

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