Ionenmobilitäts-Massenspektrometer mit Elektrospray-Ionisierung (ESI-IMS-MS) für die Proteinanalytik

• Fachliche Zuordnung: Pflanzenwissenschaften
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 531399310

Die am Institut für Pflanzenwissenschaften der Universität zu Köln neu eingerichtete Professur für Pflanzenstoffwechselbiochemie nutzt eine Kombination aus Massenspektrometrie und biochemischen Ansätzen zur Untersuchung von pflanzlichen Stoffwechselprozessen im Kontext von Umweltinteraktionen. Dabei sind Protein- und Proteomanalysen von zentraler Bedeutung. Die Abteilung Pflanzenstoffwechselbiochemie ist Teil des Exzellenzclusters CEPLAS (Cluster of Excellence on Plant Sciences) und wird proteomische Ansätze in Kooperation mit anderen Gruppen des Clusters in verschiedene Projekte einbringen. Das beantragte Ionenmobilitäts-Massenspektrometer mit Elektrospray-Ionisierung (ESI-IMS-MS) ist erforderlich, um neue Forschungsprojekte zu realisieren sowie bestehende Projekte am neuen Standort fortzuführen. Dabei stehen Signalprozesse bei der Interaktion von Pflanzen mit ihrer biotischen und abiotischen Umgebung im Mittelpunkt des Forschungsinteresses. Um die Dynamik von Proteinabundanzen, die Interaktion von Proteinen mit anderen Proteinen oder Liganden, sowie post-translationale Modifikationen an individuellen Proteinen zuverlässig detektieren und quantifizieren zu können ist ein hoch sensitives Massenspektrometer mit einer sehr guten Auflösung erforderlich. Neben der Auftrennung nach Hydrophobizität (HPLC), der Trennung nach dem Masse-zu-Ladungs- (m/z) Verhältnis (Quadrupol) und der Analyse der Masse (Ionenfalle/Flugrohr), besitzen IMS-Massenspektrometriesysteme ein zusätzliches Modul, das die Ionenmobilität analysiert und als weiteres Trennkriterium nutzt. Durch diese vierte Dimension der Auftrennung wird die Anzahl der analysierten Peptide deutlich erhöht und somit eine drastische Steigerung sowohl in der Anzahl der identifizierten Proteine als auch in der Genauigkeit der Quantifizierung erreicht. Das IMS-Modul ist darüber hinaus erforderlich, um eine Trennung von Molekülen identischer Masse auf der Basis ihrer dreidimensionalen Struktur zu ermöglichen. Die Arbeitsgruppe der Hauptantragstellerin war bisher in der Abteilung Pflanzenproteomik der Leibniz Universität Hannover angesiedelt. Dort standen drei Massenspektrometer zur Proteomanalyse zur Verfügung, sodass eine breite Expertise der Mitarbeitenden für die in Frage kommenden Modelle bereits vorhanden ist und die fachgerechte Bedienung sichergestellt werden kann.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Ionenmobilitäts-Massenspektrometer mit Elektrospray-Ionisierung (ESI-IMS-MS) für die Proteinanalytik
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Universität zu Köln
• Leiterin: Professorin Dr. Tatjana Hildebrandt