Arbeitsgebiete

Strukturelle Untersuchung von Virusproteinen mittels Massenspektrometrie  

Die Aufklärung der Prozessierung, Assemblierung und des Interaktionsnetzwerkes von Virusproteinen mit nativer MS erfolgt in Kooperation mit internen und externen Forschungsgruppen. Die Komplexbildung nicht-struktureller Proteine ist von hohem Interesse für die Medikamentenentwicklung jedoch bisher wenig verstanden. Daher werden potentielle Komplexpartner eines Virusproteins mittels MS-basierter Proteomik nach Tandemaffinitätsaufreinigung identifiziert bzw. verifiziert. In der nativen MS wird die Komplexbildung in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen, posttranslationalen Modifikationen und Liganden wie Nukleinsäuren eingehend charakterisiert. Ein Abgleich mit in vivo gebildeten Komplexen kann ebenfalls erfolgen. MS-basierte Topologiemodelle erleichtern außerdem die Interpretation von EM-Daten. Unter anderem werden Proteine/Proteinkomplexe von Adeno-, Corona- und Hepatitis C Viren untersucht.  

Weiterhin sollen Hydrogen/Deuteriumaustausch-MS zur Lokalisierung kleiner Konformationsänderungen bei der Bindung von Liganden oder Veränderung der Umgebungsbedingungen; sowie Cross-Linking-MS zur Kartierung von Bindestellen in Proteinkomplexen eingesetzt werden. Die Etablierung dieser Methoden erfolgt in Zusammenarbeit mit dem Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf. 

MS basierte Methoden für European XFEL  

Die Entwicklung des MS-basierten Probenzufuhrsystems wird in enger Kooperation mit dem European XFEL ausgeführt, insbesondere der Gruppen „Probenumgebung“ und „Single Particle and Biomolecules (SPB) Instrument“, in welches das Massenspektrometer integriert wird. Die intensiven, ultrakurzen Röntgenpulse des XFEL erlauben die Abbildung einzelner Proteinkomplexe ohne die Signalverstärkung eines Kristalls. Die Probe wird dabei zerstört. Um eine hochaufgelöste Struktur zu erhalten müssen viele Bilder eines strukturellen Zustands aufgenommen werden. Die Zuordnung und Orientierung von Bildern erfolgt dann unter hohem Aufwand am Computer. Das Massenspektrometer soll es ermöglichen Proteinkomplexe nach Größe und Konformation separiert in den Röntgenlaser einzubringen. Einerseits senkt sich hierdurch die benötigte Rechenkapazität, andererseits können gezielt niedrig bevölkerte Übergangszustände untersucht werden, die normalerweise in der Datenmasse untergingen und von unschätzbarem Wert für die Medikamentenentwicklung sein können. 

Visavix:

• Proof of Principle: Probenzufuhr zum Freie-Elektronen-Laser und zur Synchrotronstrahlung
• Gefördert durch das BMBF        

MS Spidoc: https://www.ms-spidoc.eu/ 

• Prototyp für die Probenzufuhr zum European XFEL
• Gefördert durch Horizont 2020, dem Rahmenprogramm der Europäischen Union für Forschung und Innovation
• Erfahren Sie mehr zum MS SPIDOC-Projekt im Comic Norovirus Superstar.

ViroCarb: https://www.virocarb.de/

• Interaktionen zwischen Glykanen und Noroviren 
• Wasserstoff-Deuterium-Austausch 
• Gefördert durch die DFG        

ViruScan: https://www.viruscanproject.eu

• Aufreinigung: VLP und virale Partikel 
• Virusmassen-Datenbank 
• Gefördert durch Horizont 2020, dem Rahmenprogramm der Europäischen Union für Forschung und Innovation      

Spock’s MS:  

• MS Pipeline
• Oberflächen-Labeling  
• Gefördert durch Horizont 2020, dem Rahmenprogramm der Europäischen Union für Forschung und Innovation