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Massenspektrometrie in der Proteindynamik

Massenspektrometrie in der Proteindynamik

Nachdem eine Vielzahl von Genomen vollständig sequenziert vorliegt, ist die Grundlage dafür geschaffen, zu verstehen, wie die in den Genen gespeicherte Information in Proteine und andere Biomoleküle übersetzt wird, so dass sich letztendlich komplexe Organismen entwickeln können. Das Humangenom mit seinen 3 Milliarden Basenpaaren enthält 20.000-25.000 Gene. Durch alternatives Splicing, mRNA-Editierungen und andere Prozesse entstehen daraus ca. 100.000 Transkripte und mit Hilfe post-translationaler Modifikationen schätzungsweise 1.000.000 verschiedene Polypeptide und Proteine.

Eine der Anwendungen massenspektrometrischer Analysen ist, die strukturelle und funktionelle Dynamik von zellulären Netzwerken auf der Proteinebene zu studieren. Derartige Untersuchungen geben Auskunft über die Funktionsweise von Zellen in verschiedenen Stadien der Entwicklung sowie über deren physiologische Zustände. Ferner kann man Informationen erhalten über Interaktionen zwischen unterschiedlichen Biomolekülen, die an diesen Prozessen beteiligten Partner und deren Strukturen. Protein-Protein-Interaktionen lassen sich mit Methoden untersuchen, wie der Oberflächen-Plasmon-Resonanz oder der Hefe-2-Hybrid-Technologie (engl. "yeast two-hybrid technology"). Es ist gelungen, ein Verfahren zu entwickeln, das die Oberflächen-Plasmon-Resonanz mit der MALDI-TOF-Massenspektrometrie verbindet. Somit ist es möglich, Interaktionspartner in situ in Extrakten intakter Zellen zu untersuchen und zu identifizieren.

Literatur

International Human Genome Sequencing Consortium, . (2004): . In: Nature. 431 , 931-945
Titel des Artikels
Abstract
The sequence of the human genome encodes the genetic instructions for human physiology, as well as rich information about human evolution. In 2001, the International Human Genome Sequencing Consortium reported a draft sequence of the euchromatic portion of the human genome. Since then, the international collaboration has worked to convert this draft into a genome sequence with high accuracy and nearly complete coverage. Here, we report the result of this finishing process. The current genome sequence (Build 35) contains 2.85 billion nucleotides interrupted by only 341 gaps. It covers approximately 99% of the euchromatic genome and is accurate to an error rate of approximately 1 event per 100,000 bases. Many of the remaining euchromatic gaps are associated with segmental duplications and will require focused work with new methods. The near-complete sequence, the first for a vertebrate, greatly improves the precision of biological analyses of the human genome including studies of gene number, birth and death. Notably, the human genome seems to encode only 20,000-25,000 protein-coding genes. The genome sequence reported here should serve as a firm foundation for biomedical research in the decades ahead.
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