Top Down Proteomics an TDP-43 und Interaktionspartnern

Proteine sind wichtige Funktionseinheiten in der Zelle. Sie regulieren zelluläre Prozesse durch Proteinvariation, die sich aus spezifischen Proteoformen ergibt, unter anderem aus Spleißvarianten, Trunkierungen und Proteinen mit posttranslationalen Modifikationen (PTM). Obwohl immer mehr Proteoforme gefunden werden, die in Krankheitsprozesse involviert sind, bleiben sie schlecht charakterisiert aufgrund eines Mangels an geeigneten analytischen Methoden. Daher hat dieses Projekt das langfristige Ziel, Proteoforme, ihre PTM-Codes und die Dynamik ihrer gegenseitigen Beeinflussung zu entschlüsseln, sowohl auf der Ebene einzelner Proteine als auch zwischen interagierenden Proteinen, durch eine Kombination neuartiger Proteomik-Technologie mit Maus-Modellsystemen. Kurzfristige Forschungsziele sind Top-Down- Proteomik- Methoden für die Analyse von intakten Proteinen weiter zu entwickeln und zu optimieren (Ziel A), wobei die derzeit wichtigsten Herausforderungen des Forschungsfeldes adressiert werden. Insbesondere zielt die Arbeit darauf, (i) verschiedene Strategien zur Reduktion der Probenkomplexitätzuevaluieren, (ii) die Proteinsequenzabdeckung und damit PTM Lokalisierung zu verbessern durch Anwendung einer in derHeck-Gruppe entwickelten dualenFragmentierungstechnik, die Elektronentransfer-Dissoziation (ETD) und kollisionsinduzierte Dissoziation bei erhöhter Energie (HCD) kombiniert, und (iii) verschiedene Software für die Top-Down- Proteomik- Datenanalyse zu vergleichen. Die entwickelten Verfahren werden dann eingesetzt, um die PTM -Codes des transactive response DNA-binding Proteins (TDP -43) und seiner interagierendenProteine zu charakterisieren, mit dem Zielihre Rolle beider neurodegenerativen Erkrankung Amyotrophe Lateralsklerose (ALS, Aim B) zu erklären. Insbesondere soll ein Inventar ALS bezogener Proteoforme, ein besseres Verständnis der gegenseitigen Beeinflussung interagierender Proteoforme, und eine quantitative Ansicht der PTM, die die Entwicklung von Einschlüssen in ALS regeln, erreicht werden. Das Projekt wird in der Gruppe Biomolekulare Massenspektrometrie und Proteomik von Professor Albert Heck an der Universität Utrecht durchgeführt werden. Aufgrund der starken Proteomik Kompetenz dieser Gruppe, insbesondere in den Bereichen PTM Analyse und ETD-Fragmentierung ist das Heck Labor der ideale Ort für meine Forschung.