Proteomanalysen bei Proteinmodifikationen
Eukaryotische Genome im Zellkern sind im verpackten Zustand 40.000 Mal kürzer als im unverpackten Zustand. Dafür sorgen Histonmoleküle, deren Kern und lange Schwänze an mehreren Stellen kovalent modifiziert werden können. Posttranslationale Histonmodifikationen (post-translational modifications, PTM) spielen bei verschiedensten Prozessen wie Genregulation, DNA-Reparatur, Mitose und Meiose eine Rolle und umfassen Methylierung, Acetylierung, Phosphorylierung, Ubiquitinierung und Lipidation. Chemische Proteomanalysen erbrachten bereits wegweisende Einblicke zur Chemie und Biologie von PTM. Schwerpunkt des EU-finanzierten Projekts CHEMPROT-HLMS (Chemical proteomics for universal profiling of histone lysine malonylation and succinylation) war nun die Entwicklung chemischer Methoden zur Analyse der Lipidation (Myristoylierung und Prenylierung), die an PTM beteiligt sind. Das Projekt entwickelte eine neue YnMyr-Sonde (Alkin-Analogon einer Myristinsäure) für die proteomisch-chemische Analyse N-myristoylierter Proteine. Hierzu wurden an verschiedenen Zelllinien umfassende quantitative Proteomanalysen durchgeführt, bei denen die Zellen unter normalen Bedingungen und nach Induktion von Apoptose (Zelltod) untersucht wurden. Die Auswertung der proteomischen Daten ergab signifikante Unterschiede bei der de-novo-Myristoylierung im Proteom apoptotischer Zellen. Weiterhin wurden neue Prenylierungssonden für die PTM-Analyse in lebenden Zellen generiert, um die Modifikation bei einzelnen Proteinen nach Hemmung der einzelnen Prenyltransferasen zu quantifizieren. Da in der weltweiten Arzneimittelentwicklung Wirkstoffforschung und Systembiologie immer stärker ineinander greifen, können die neuen Methoden von CHEMPROT-HLMS die Analyse von Wirkstoffkandidaten mittels biologischer Netzwerke vereinfachen.
