Universität zu Köln

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

Preview

PDF thesis.pdf Download (3MB)

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 title:	Title Language Development and accomplishment of metabolome analyses with Pseudomonas aeruginosa by means of gas chromatography / mass spectrometry English
Translated abstract:	Abstract Language 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:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Thielen, Bernhard bernhard.thielen@web.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-23483
Date:	2007
Language:	German
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Chemistry > Institute of Biochemistry
Subjects:	Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Metabolomanalysen , Gaschromatographie/Massenspektrometrie , Pseudomonas aeruginosa German metabolomics , gas chromatography/mass spektrometry , Pseudomonas aeruginosa English
Date of oral exam:	7 February 2008
Referee:	Name Academic Title Schomburg, Diemar Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/2348