Programmbereich Infektionen

Bioanalytische Chemie

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Methoden

Analytische und semi-präparative Flüssigkeitschromatografie (LC, HPLC)
Wir verwenden unterschiedliche Flüssigkeitschromatografien, um Bakterienextrakte zu fraktionieren und ihre Komponenten zu isolieren. Diese werden dann mittels NMR und MS untersucht (Gisch et al., Bioorg. Med. Chem. Lett. 2011; Zähringer et al., J. Biol. Chem. 2014; Ranf et al., Nat. Immunol. 2015; Gisch et al., J. Biol. Chem. 2018).

Bioinformatik
Zur Identifizierung und Quantifizierung von Lipiden verwenden wir die LipidXplorer Software-Plattform (Herzog et al., Genome Biol. 2011; Herzog et al., PLOS ONE 2012; Herzog et al., Current Protocols in Bioinformatics 2013). Weitere Informationen hierzu befinden sich auf dem Lipidomics Informatics for Life Scinces (LIFS) Webportal. Wir wenden verschiedene statistische Methoden und Ansätze zur multivariaten Datenanalyse an, um unsere Lipidomics-basierten Daten zu interpretieren (Eggers et al., Scientific Reports 2017).

Lipidom-Homologie
Wir haben eine neue Metrik zur Bestimmung der Ähnlichkeit von Lipidomen verschiedener Organismen, Gewebe- und Zelltypen entwickelt. Dieses Homologie-Konzept ermöglicht es funktionale Assoziationen zwischen Lipidom-Kompositionen zu bestimmen, die es ermöglicht besser die Parallelen von Lipid-metabolischen Veränderungen in menschlichen Erkrankungen mit Hilfe von Modellorganismen zu untersuchen (Marella et al., PLOS Comp. Biol. 2015; Eggers et al., Scientific Reports 2017). Weitere befinden sich auf dem LIFS Webportal.

Gaschromatografie-Massenspektrometrie (GC-MS)
Wir führen quantitative Fettsäureanalysen sowie Komponentenanalysen von Kohlenhydraten, Aminosäuren und Glykokonjugaten unter Verwendung spezifischer chemischer Derivatisierungen durch.
Instrumente:
Agilent Technologies 5975 inert XL Mass Selective Detector;
Agilent Technologies 5975C inert XL Mass Selective Detector

Massenspektrometrie (MS)
Wir führen OMICs-basierte Experimente sowie Strukturanalysen mit hochauflösender Massenspektrometrie (MS¹, MS²) durch.
(Turska-Szewcuk et al., Mar Drugs. 2014; Abdullah et al, Mol Microbiol. 2014; Hogendorf et al., Chemistry 2014; Gisch et al., J. Biol. Chem. 2018; Voß et al. Vaccines 2020, Gisch et al. Glycobiology 2021).

Instrumentelle Plattformen:

1. Quadrupole Time of Flight MS (Q-ToF Ultima, Micromass jetzt Waters), Microflow HPLC-System (1100 Series, Agilent)

2. Hybrid quadrupole-orbitrap Massenspektrometer (Q Exactive Plus, Thermo Scientific), Microflow HPLC-System (1100 Series, Agilent), Nanoflow LC-System (EASY-nLC, Proxeon jetzt Teil von Thermo Scientific) Triversa Nanomate (Advion)

LC-MS/MS Quantifizierung von Antibiotika und Therapeutika

3. Triple Quadrupole Massenspektrometer (Quattro Premier XE, Micromass jetzt Waters) ausgestattet mit einem 1100 LC-System (Agilent).

4. Triple Quadrupole Massenspektrometer (XEVO TQ-MS, Waters) ausgestattet mit einem 1100 LC-System (Agilent).

Kernspinresonanzspektroskopie (NMR)
Für Strukturanalysen verwenden wir ein- und zwei-dimensionale (COSY, NOESY, HSQC; HMBC etc.) Experimente für 1H, 13C und 31P (Gisch et al., J. Biol. Chem. 2013; Heß, Waldow, Kohler et al., Nat. Commun. 2017; Waldow et al., J. Biol. Chem. 2018; Gisch et al., J. Biol. Chem. 2018).
Instrumente:
Bruker Avance lll 700 MHz; ausgestattet mit einem inversen 5-mm Vierfach-Resonanz (1H,13C,15N,31P) Cryo-Probenkopf oder einem inversen 1.7-mm Dreifach-Resonanz (1H,13C,15N) micro-Cryo-Probenkopf;
Bruker Avance ll 360 MHz; u.a. ausgestattet mit einem inversen 5-mm Zweifach-Resonanz Breitband- Probenkopf

Shotgun Lipidomics
Lipidextrakte werden bei uns direkt mittels hochauflösender Tandem-Massenspektrometrie  analysiert, um ihre Komplexität aufzulösen (Schwudke et al., Cold Spring Harb Perspect Biol. 2011; Eggers and Schwudke, Clinical Metabolomics, Methods in Molecular Biology 2018). Des Weiteren verwenden wir Lipidomics-Screens zur Probenanalyse in biomedizinischen Studien (Schwudke et al., Anal Chem. 2007; Subramanian et al., Dis Model Mech. 2013; Müller et al., J. Virol. 2018; Hofmann et al., BBA - Molecular and Cell Biology of Lipids 2018).