391009 MS-Analytik, Proteomik und zelluläre Signalverschaltung (V+S) (SoSe 2025)

Im Signaling-Teil meiner Veranstaltung werden Kenntnisse der Zellkommunikation und der Regulation zellulärer Vorgänge in eukaryotischen Zellen vermittelt, deren Detektion mittels MS- etc. Techniken, und die Nutzung in der molekularen Biotechnologie und Pharmazie.
Neben grundlegenden Mechanismen der Signalperzeption, -transduktion und -koordination werden die verschiedenen Klassen an Signalen (Hormone, Wachstumsfaktoren, Cytokine) und Rezeptoren (Enzym- / G-Protein- / Tyrosin-Kinase-gekoppelt etc.) behandelt. Parallel zu den Prinzipien der Signalweiterleitung (Protein-Phosphorylierungen / Kinasen; cAMP) und deren Vernetzung werden spezifische Signalwege und Regulationen in eukaryotischen Zellen genauer betrachtet.
Für die Detektion und Analytik solcher Posttranslationaler Modifikationen (PTMs) wie die Protein-Phosphorylierungen im Cell-Signaling, oder von Protein-Glykosilierungen, -Acetylierungen etc., werden primär MS-Techniken verwendet. Diese finden natürlich auch in grundsätzlichen Proteomics-Untersuchungen Anwendung - also für den Nachweis regulierter Protein in Zellen unterschiedlicher Ausprägung. Dazu gibt es eine rasante Entwicklung von spezifischen MS-Geräten und entsprechender Auswerte-Software. Es sollen in der Vorlesung Grundlagen des Aufbaus und des Funktionsprinzips dieser Massenspektrometer (primär Maldi-MS, ESI-MS), deren Anwendung - in Kopplung mit LC-Systemen - für Omics-Analysen (Proteomics, Metabolomics, Lipidomics) behandelt werden, aber auch die Proben-Vorbereitung.
Im Seminar werden von den Studierenden bestimmte Techniken und Inhalte aus der Vorlesung vertieft und primär auf Basis von Publikationen vorgestellt.

Teilnahmevoraussetzungen, notwendige Vorkenntnisse

Mit dieser Veranstaltung werde ich ab SoSem 2025 die von mir bisher in zwei anderen Veranstaltungen angebotenen Schwerpunkte zu MS/Proteomics sowie "Cell Signaling" in einer neuen Vorlesung (+ Seminar) zusammenfassen, aber auch weitere Grundlagen zur Massenspektrometrie und zur Analytik von Proteinen/Proteoformen, Metaboliten und Lipiden bearbeiten.
Im SoSem 2025 wird der Schwerpunkt der Veranstaltung überwiegend beim "Cell-Signaling" liegen, damit die Vorlesung und das Seminar auch für diejenigen Studierenden von Interesse ist, die bereits im WiSem 2024/2025 (oder zuvor) an der Vorlesung "391008: Prozessmesstechnik und Analytik/Proteomics" teilgenommen haben. Letztere wird nicht weiter angeboten, und die Veranstaltung "391001" (bisher: Zelluläre Signalverschaltung und biophysikalische Methoden) wird nun als "Biophysikalische Methoden und Modellierung zellulärer Prozesse" (Müller, Merkle) angeboten.

Literaturangaben

Erfolgt im Einleitungsteil der Vorlesung.