Universität zu Köln

Entwicklung und Durchführung von Metabolomanalysen an Pseudomonas aeruginosa mit Hilfe der Gaschromatographie/Massenspektrometrie

Thielen, Bernhard (2007) Entwicklung und Durchführung von Metabolomanalysen an Pseudomonas aeruginosa mit Hilfe der Gaschromatographie/Massenspektrometrie. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    Eine Infektion mit Pseudomonas aeruginosa bei Patienten mit Zystischer Fibrose führt aufgrund fehlender Therapiemöglichkeiten zu einer Verschlechterung des Krankheitsbildes und in vielen Fällen zu einem frühen Tod. Um eine Behandlungsmöglichkeit gegen das Bakterium zu finden, ist es wichtig, Einblicke in dessen Funktionsweise zu erhalten. Die Aufklärung des Genoms bildet die Grundlage für solch eine Untersuchung, während die Durchführung von Metabolomanalysen einen weiteren Schritt darstellt. In dieser Arbeit wurde eine auf Gaschromatographie/Massenspektrometrie basierende Methode zur Analyse des Metaboloms von Bakterienextrakten von P. aeruginosa entwickelt. Durch Messung von Standardsubstanzen und vergleichender Untersuchung von metabolischen Profilen wurde eine Bibliothek aus Massenspektren von Metaboliten und etlicher zugehörender Informationen wie Retentionsindices, Strukturen, Massen und chemischer Identifikationsnummern erstellt. Für die Verwaltung der Daten wurde ein Programm mit graphischer Benutzeroberfläche und vielfältigen Funktionen für die Eingabe und Bearbeitung der Spektren und zugehöriger Kenngrößen entwickelt. Es erlaubt den Import und Export in verschiedene Dateiformate und lässt sich mit Hilfe von Skripten dynamisch erweitern. Ein bereits bekanntes Aufarbeitungsprotokoll wurde an P. aeruginosa angepasst, was zum Nachweis von 195 Substanzen und 117 unidentifizierten Komponenten in den Bakterienextrakten führte und damit eine Steigerung um bis zu 30% zu vergleichbaren Arbeiten darstellt. Die Quantifizierung der Metabolite lieferte vielfältige Einsichten in das Wachstum und ermöglichte es, mit der Lysin-Decarboxylase ein Enzym zu identifizieren, das für das Biofilmwachstum der Bakterien bedeutsam erscheint und einen zukünftigen Ansatzpunkt für Humantherapien gegen eine Infektion von P. aeruginosa darstellen könnte.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    Due to missing therapies an infection with Pseudomonas aeruginosa in patients with cystic fibrosis commonly leads to an exacerbation of clinical symptoms and an early death. In order to find a treatment against the bacterium it is necessary to get insight into its functionalities. The sequencing of the genome is the basis for such studies, whereas the accomplishment of metabolome analyses represents a further step. In the presented work a method based on gas chromatography/mass spectrometry has been established to study the metabolome of extracts of P. aeruginosa. By measuring standard compounds and comparative analysis of metabolic profiles a library containing mass spectra of metabolites and associated information like retention indexes, structures, masses and chemical identification numbers has been created. A computer program with a graphical user interface for the administration of the data has been developed with capabilities in input and manipulation of the spectra and corresponding parameters. It includes import and export into several file formats and is dynamically extensible via the use of scripts. A known workup protocol has been adapted to P. aeruginosa leading to an detection of 195 substances and 117 unidentified components and therefore to an increase of up to 30% to comparable publications. The quantification of the metabolites provided diverse insights into the growth of the bacteria and made it possible to identify the lysine-decarboxylase as an enzyme meaningful to the Biofilm growth of the bacteria, which may embody a prospective target for therapies against an infection with P. aeruginosa.English
    Creators:
    CreatorsEmail
    Thielen, Bernhardbernhard.thielen@web.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-23483
    Subjects: Life sciences
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    Metabolomanalysen , Gaschromatographie/Massenspektrometrie , Pseudomonas aeruginosaGerman
    metabolomics , gas chromatography/mass spektrometry , Pseudomonas aeruginosaEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Institut für Biochemie
    Language: German
    Date: 2007
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 07 February 2008
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 17 Jun 2008 11:55:47
    Referee
    NameAcademic Title
    Schomburg, DiemarProf. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/2348

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