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Einführung Massenspektrometrie


Fast alle Biomoleküle können mit Hilfe der Massenspektrometrie analysiert werden. Ein wachsender Anteil unserer Informationen über biologische Systeme wird mit MS-gestützten Untersuchungen gewonnen.

 In der Analytik von Proteinen sind dabei einige Standardverfahren etabliert, Methoden und Instrumentierung entwickeln sich aber ständig weiter. Mit Massenspektrometern können intakte Proteine ("top-down") oder proteolytische Fragmente untersucht werden ("bottom-up"). Hierbei lassen sich Informationen zu Identität, Molekulargewicht, Prozessierung und Modifikation eines Proteins erhalten. Mit spezialisierten Methoden sind auch strukturelle Untersuchungen möglich (internes und Interaktionspartner-Cross-Linking, H/D-Austausch). 

 Die quantitative Analyse stellt eine Herausforderung dar, da die vielen verschiedenen Peptidspezies unterschiedlich leicht ionisiert und detektiert werden. Mit Hilfe statistischer Methoden oder Markierung mit stabilen Isotopen lassen sich aber zuverlässig Mengenverhältnisse bestimmen. Damit wird zum Beispiel die Expressionsänderung eines Proteins im zeitlichen Verlauf nachweisbar. Ein wachsendes Feld ist aber auch die absolute Quantifizierung von Peptiden (und Proteinen) mit Hilfe interner synthetischer Standards. In Verbindung mit schnellen, sensitiven und spezifischen MS-Methoden (SRM – Selected Reaction Monitoring) wird das Western Blotting ergänzt, vielleicht sogar ersetzbar.

 Die wichtigsten MS-Instrumente für die Routine-Analytik von Proteinen sind das MALDI-TOF/TOF (Matrix Assisted Laser Desorption and Ionization, mit Time-Of-Flight Massenanalysator) und Chromatographie-gekoppelte Massenspektrometer (LC-MS). Erstere werden meist für eine Routine-Untersuchung bei niedriger Komplexität eingesetzt und zeichnen sich durch leichte Handhabung und robuste Performance aus. Dagegen ist die LC-MS meist sensitiver, da eine Chromatographie die Analyten fokussiert und in Fraktionen trennt. Die Auftrennung komplexer Analytproben in weniger komplexe Fraktionen erlaubt deren verbesserte Analyse durch die Massenspektrometer. In unserer Serviceabteilung können solche LC-gekoppelten Analysen mit Ionenfallen und der Obritrap Velos durchgeführt werden.
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