Proteomweite Detektion von Protein-Protein-Interaktionen

In diesem Projekt arbeitet die Internationale Arbeitsgruppe Structural Proteomics an Methoden zur Aufklärung von Proteinstrukturen und -interaktionen auf einem proteomweiten Level. Dazu kombiniert die Gruppe Massenspektromerie mit Crosslinking-Technologien und Methoden wie Wasserstoff-Deuterium-Austausch (hydrogen-deuterium exchange, HDX), um nicht nur einzelne Proteine zu detektieren, sondern sehr komplexe Interaktions-Netzwerke aufzuklären. Neue Erkenntnisse zu solchen Netzwerken sind nicht nur für die Grundlagenforschung an biologischen Systemen und Krankheiten von enormer Bedeutung, sondern können auch direkt zur Identifizierung von Zielmolekülen für neue Medikamente genutzt werden.

Die Gruppe konzentriert sich insbesondere auf Signalnetzwerke in Zellen und die biologischen Vorgänge in Blutplättchen, da diese Aspekte bei zahlreichen Krankheiten eine wichtige Rolle spielen. Aktuell untersuchen die Wissenschaftler das Proteinnetzwerk in Mitochondrien, da diese Zellorganellen eine vergleichsweise überschaubare Anzahl an Proteinen enthalten – nur etwa Tausend im Gegensatz zu mehreren Zehntausend in der gesamten Zelle. Anhand genmanipulierter Mitochondrien, die die Gruppe von einem externen Kooperationspartner erhält, werden Veränderungen im Zusammenspiel der Proteine und die dadurch verursachten sekundären Effekte analysiert. Zusätzlich entwickelt die Gruppe entsprechende Software für die MS-Analysen, um die Detektion von durch das Crosslinking vernetzten Proteinen effizienter zu machen. Sobald die Methodik zuverlässig an Mitochondrien funktioniert, soll sie nach und nach auf ganze Zellen ausgeweitet werden.