Electrospray-Quadrupol-Time of Flight-Massenspektrometer mit HPLC

• Fachliche Zuordnung: Pflanzenwissenschaften
• Förderung: Förderung in 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 113950552

• Erstellungsjahr: 2013

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das MicrO-TOF-Q II System (Bruker, Bremen) ist seit knapp vier Jahren beinahe ohne Unterbrechungen in Betrieb und wurde in einer Vielzahl von Projekten im Bereich Proteinanalytik eingesetzt. In meiner eigenen Forschungsabteilung erfolgte ein Einsatz insbesondere im Rahmen der folgenden Untersuchungen zum Energiestoffwechsel von Pflanzen: (i) Aufklärung der internen Struktur des mitochondrialen NADH Dehydrogenase-Komplexes der Atmungskette in Arabidopsis thaliana, (ii) Untersuchung der Regulation der alternativen Respiration in Arum maculatum, (iii) Charakterisierung des „Proteinkomplexproteoms“ in den Mitochondrien bzw. Chloroplasten in Arabidopsis thaliana und Medicago truncatula, (iv) Untersuchungen zur Biogenese des mitochondrialen NADH Dehydrogenasekomplexes und (v) Charakterisierung von ausgewählten mitochondrialen Enzymen in Pflanzen. Im Rahmen von Forschungskooperationen innerhalb der Leibniz Universität Hannover wurde das Großgerät ferner für Studien zur Mangan-Toleranz in Pflanzen (Arbeitsgruppe Horst), zur Pathogenabwehr von Tomaten (Arbeitsgruppe Wydra), zur Salztoleranz in Halophyten (Arbeitsgruppe Huchzermeyer) und zum Stoffwechselweg der Photorespiration (Arbeitsgruppe Peterhänsel) eingesetzt. Schließlich wurde es für proteinanalytische Untersuchungen, die im Rahmen von nationalen bzw. internationalen Kooperationen durchgeführt wurden, verwendet. Exemplarisch sei an dieser Stelle die Kooperation mit Prof. Dr. Carlos Bartoli (Argentinien) zum Ascorbat-Biosyntheseweg in Pflanzen aufgeführt. Ergebnisse, die in den vergangenen vier Jahren mit Hilfe des Großgerätes gewonnen wurden, sind in über 20 wissenschaftliche Publikationen eingegangen. Methodisch wurden mit dem MicrO-TOF-Q II System insbesondere die folgenden Verfahren ausgeführt: (a) Identifizierung von Proteinen nach gelelektrophoretischen Trennverfahren mittels ESI-MS/MS, (b) Analyse von posttranslationalen Modifikationen von Proteinen und (c) shot-gun Analysen zur systematischen Charakterisierung von Teilproteomen (Proteinkomplexe, Organellen etc). Das MicrO-TOF-Q System hat sich insgesamt als robust und sehr leistungsstark erwiesen. Es wird auch in den kommenden Jahren eine zentrale Funktion in meiner Abteilung einnehmen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• (2010) Internal architecture of mitochondrial complex I from Arabidopsis thaliana. The Plant Cell 22, 797-810
  Klodmann, J., Sunderhaus, S., Nimtz, M., Jänsch, L. and Braun, H.P.
  
• (2010) Proteomic analysis of stem cell wall proteins regulated by Ralstonia solanacearum invasion in susceptible and resistant tomato genotypes. Plant Mol. Biol. 73, 643-658
  Dahal, D., Pich, A., Braun, H.P. and Wydra, K.
  
• (2010) Supramolecular structure of the OXPHOS system in highly thermogenic tissue of Arum maculatum. Plant Physiol. Biochem. 48, 265-272
  Sunderhaus, S., Klodmann, J., Lenz, C. and Braun, H.P.
  
• (2011) Enolases - storage compounds in seeds? Evidence from a proteomic comparison of zygotic and somatic embryos of Cyclamen persicum Mill. Plant Mol. Biol. Volume 75, 305-319
  Rode, C., Gallien, S., Heintz, D., Van Dorsselaer, A., Braun, H.P. and Winkelmann, T.
  
• (2011) GelMap - A novel software tool for building and presenting proteome reference maps. J. Proteomics 74, 2214-2219
  Rode, C., Senkler, M., Klodmann, J., Winkelmann, T. and Braun, H.P.
  
• (2011) Proteomic approach to characterize mitochondrial complex I from plants. Phytochemistry 72, 1071-1080
  Klodmann, J. and Braun, H.P.
  
• (2011) The mitochondrial proteome of the model legume Medicago truncatula. Biochim. Biophys. Acta (Proteins and Proteomics) 1814, 1658-1668
  Dubinin, J., Braun, H.P., Schmitz, U.K. and Colditz, F.
  
• (2011) The protein complex proteome of plant mitochondria. Plant Physiology 157, 587-598
  Klodmann, J., Senkler, M., Rode, C., and Braun, H.P.
  
• (2012) From callus to embryo - a proteomic view on the development and maturation of somatic embryos in Cyclamen persicum. Planta 235, 995-1011
  Rode, C., Lindhorst, K., Braun, H.P. and Winkelmann, T.
  
• (2012) L-galactono-1,4-lactone dehydrogenase (GLDH) forms part of three subcomplexes of mitochondrial complex I in Arabidopsis thaliana. J. Biol. Chem. 287, 14412-14419
  Schertl, P., Sunderhaus, S., Klodmann, J., Gergoff, G., Bartoli, C.G. and Braun, H.P.
  
• (2012) Proteomic and physiological responses of the halophyte Cakile maritima to moderate salinity at the germinative and vegetative stages. J. Proteomics 75, 5667-5694
  Debez, A., Braun, H.P., Pich, A., Taamalli, W., Koyro, H.W., Abdelly, C. and Huchzermeyer, B.
  
• (2013) 3D gel map of Arabidopsis complex I. Frontiers in Plant Proteomics
  Peters K., Belt, K. and Braun, H.P.
  
• (2013) Comparative proteomic analysis of early somatic and zygotic embryogenesis in Theobroma cacao L. J. Proteomics 78, 123-133
  Noah, A.M., Niemenak, N., Sunderhaus, S., Haase, C., Omokolo, D.N., Winkelmann, T. and Braun, H.P.
  
• (2013) Proteome adaptations in Ethe1 deficient mice indicate a role in lipid catabolism and cytoskeleton organization via post-translational protein modifications. Biosci. Rep. 33, art:e00052
  Hildebrandt, H., Viscomi, C., Di Meo, I, Zeviani, M. and Braun, H.P.
  
• (2013) Proteomic and histological analyses of endosperm development in Cyclamen persicum as a basis for optimization of somatic embryogenesis. Plant Science 201/202, 52-65
  Mwangi, J.W., Rode, C., Colditz, F., Haase, C., Braun, H.P. and Winkelmann, T.
  
• (2013) The mitochondrial complexome of Medicago truncatula. Frontiers in Plant Proteomics,
  Kiirika, L.M., Behrens, C., Braun, H.P. and Colditz, F.
  
• (2013) The native structure and composition of the Cruciferin complex in Brassica napus. J. Biol. Chem. 288, 2238-2245
  Nietzel, T., Dudkina, N.V., Haase, C., Denolf, P., Semchonok, D., Boekema, E.J., Braun, H.P. and Sunderhaus, S.
  
• (2013) The ‘protein complex proteome’ of chloroplasts in Arabidopsis thaliana. J. Proteomics 91,73-83
  Behrens, C., Blume, C., Senkler, M., Eubel, H., Peterhänsel, C. and Braun, H.P.
  
• (2013) Theoretical and experimental analysis of native isoelectric points of membrane protein complexes of Arabidopsis chloroplasts and mitochondria. Biochim. Biophys. Acta (Biomembranes) 1828, 1036-1046
  Behrens, C., Hartmann, K., Sunderhaus, S., Braun, H.P. and Eubel, H.