Universität zu Köln

Massenspektrometrisches Fragmentierungsverhalten oxidierter schwefelhaltiger Aminosäuren und ihr Nutzen für die Proteomforschung

Turkovic, Davor (2009) Massenspektrometrisches Fragmentierungsverhalten oxidierter schwefelhaltiger Aminosäuren und ihr Nutzen für die Proteomforschung. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    Der wachsende Markt an Arzneistoffen auf Proteinbasis führt zu einem wachsenden Bedarf an analytischen Methoden, die zur Aufklärung der Proteinstruktur und auftretenden alterungsbedingten Schäden beitragen. Ziel dieser Arbeit ist es, Methoden zu entwickeln, die in der industriellen Protein-Routineanalytik Anwendung finden können. Im Fokus stehen die Veränderung und der Nachweis der schwefelhaltigen Aminosäuren sowie die Identifizierung von Disulfidbrücken, die für die Proteomforschung von besonderer Relevanz ist. Durch die in der vorliegenden Arbeit entwickelten, auf LC-MS/MS basierenden Analysemethoden, können die Aminosäuren Methionin und Cystein massenspektrometrisch sicher qualitativ und quantitativ bestimmt werden. Hierzu werden Oxidationsversuche durchgeführt, mit denen die Aminosäuren selektiv oxidiert und nachweisbar gemacht werden. Das Verfahren erleichtert die Aufklärung unbekannter Peptide, die durch analytische Standardverfahren wie dem Peptide Mapping erhalten werden. Für die Charakterisierung intramolekularer Verknüpfungen wird ein Weg aufgezeigt mit dem sich Disulfidbrücken massenspektrometrisch mit geringem Zeitaufwand aufklären lassen. Dabei wird das Disulfid durch die Wahl eines geeigneten Oxidationsmittels schnell und effizient ins Monooxid überführt, das durch Fragmentierungsexperimente im Ionenfallen-Massenspektrometer sicher nachgewiesen werden kann. Das Ergebnis ist ein Bruch der Schwefel-Schwefel-Bindung, der Ionen der ehemals verknüpften Peptide liefert, in denen das oxidierte Cystein eindeutig identifiziert werden kann. Vorgestellt werden die Entwicklung, Optimierung und Etablierung von Methoden, die unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zur Aufklärung der Primär- und Tertiärstruktur von Proteinen verwendet werden können.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    The growing market of protein-based drugs leads to a growing demand of analytical methods for the elucidation of protein structures and age-related damages. The aim of this work is to establish new analytical methods, which can be applied by industrial routine protein analysis. The work focuses on the modification and the detection of the sulfur-containing amino acids, as well as the characterization of disulfide bonds, which is a major objective of proteomic research. Based on LC-MS/MS techniques, the analytical methods developed in this work are suitable for the qualitative and quantitative determination of methionine and cysteine by mass spectrometry. For this, oxidation experiments are performed to selectively oxidize and detect the amino acids. The procedure facilitates the clarification of unknown peptides, gained from standard analytical procedures like peptide mapping. For the elucidation of intramolecular linkages in proteins and peptides a new timesaving way was found to detect disulfide bridges with mass spectrometric methods. The disulfide is oxidized fast and efficiently by a suitable oxidizing agent to the corresponding monoxide, which can be detected by fragmentation experiments in ion trap mass spectrometers. The result is a cleavage of the sulfur-sulfur bond, leading to ions of the formerly connected peptides in which the modified cysteine easily can be detected. Thus, methods for the clarification of primary and tertiary protein structures under economical aspects are developed, optimized and established.English
    Creators:
    CreatorsEmail
    Turkovic, Davordavorturkovic@hotmail.com
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-31196
    Subjects: Chemistry and allied sciences
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    Massenspektrometrie, Aminosäuren, Protein, Disulfidbrücken, oxidativer StressGerman
    mass spectrometry, amino acids, protein, disulphide bridges, oxidative stressEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Institut für Organische Chemie
    Language: German
    Date: 2009
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 30 June 2009
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 23 Jul 2010 08:23:58
    Referee
    NameAcademic Title
    Griesbeck, Axel G.Prof. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/3119

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