Quantitative proteome analysis of human neuroblastoma cells treated with Clostridium botulinum C3 exoenzyme [Elektronische Ressource] / von Marika Victoria Mützelburg

Marika Victoria Mützelburg

Sujets

• Biologie

Informations

• Publié par: gottfried_wilhelm_leibniz_universitat_hannover
• Publié le: 01 janvier 2008
• Nombre de lectures: 178
• Langue: Deutsch
• Poids de l'ouvrage: 5 Mo

Extrait

Quantitative proteome analysis
of human neuroblastoma cells
treated with
Clostridium botulinum C3 exoenzyme



Von der Naturwissenschaftlichen Fakultät
der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
zur Erlangung des Grades einer
Doktorin der Naturwissenschaften
Dr. rer. nat.
genehmigte Dissertation
von



Diplom Chemikerin Marika Victoria Mützelburg
geboren am 16.05.1982 in Eisenhüttenstadt


-2008-































Referent: Prof. Dr. Thomas Scheper
Koreferent: PD Dr. Andreas Pich

Tag der Promotion: 01.09.2008

Die vorliegende Arbeit wurde in der Zeit von Juli 2005 bis Mai 2008 im Institut für
Technische Chemie und im Institut für Toxikologie der Medizinischen Hochschule
Hannover unter der Betreuung von Prof. Dr. T. Scheper, PD Dr. A. Pich und
Prof. Dr. I. Just angefertigt.



























Erklärung

Eidesstattliche Erklärung
Ich erkläre an Eides statt, dass ich die hier vorliegende Arbeit selbständig und ohne
fremde Hilfe verfasst habe. Ich habe dazu keine weiteren, als die hier aufgeführten
Hilfsmittel benutzt und die aus anderen Quellen entnommenen Stellen als solche
gekennzeichnet. Ich habe die Dissertation nicht als Diplomarbeit oder ähnliche Arbeit
verwendet und abgesehen von den angegebenen Teilpublikationen nicht veröffentlicht.



Marika Victoria Mützelburg Hannover, den 01.09.2008
I Danksagung

Danksagung
Allen, die mir mit Rat und Tat bei der Durchführung, sowie Anfertigung meiner
Dissertation behilflich waren, möchte ich an dieser Stelle meinen herzlichsten Dank
aussprechen.

In erster Linie gilt mein Dank Herrn PD Dr. Andreas Pich und Herrn Prof. Dr. Ingo
Just, die nicht nur die Grundidee zu dieser Arbeit lieferten, sondern mich auch
förderten und mir jederzeit und im hohen Maße hilfreich zur Seite standen.

Besonderer Dank geht an Karin Agternkamp und Zoltán Czentnár für die kraftvolle
Unterstützung während der Laborarbeiten, sowie dem Beistand beim Kampf mit und
gegen die Geräte.

Für den ständigen Zufluss an Zellen und für die Durchführung der Vergiftungen - ein
großes DANKE an Sandra Hagemann und PD Dr. Fred Hofmann.

Diesem, sowie Zoltán Czentnár
möchte ich an dieser Stelle noch einmal explizit für die Hilfestellung und die
besonnenen Ratschläge Computer- und Systemtechnik betreffend danken.

Da die Aufzählung aller Mitglieder des Institutes für Toxikologie den Rahmen sprengen
würde, seien Corinna Mühlenstädt, Janett Schöntaube und Alexandra Olling
hier besonders hervorgehoben.
Sie halfen mir bei der Durchführung von Brainstorming Attacken und zeigten mir,
dass es auch noch ein Leben neben der Dissertation und Arbeit gibt.

Die höchstmögliche Anerkennung gilt den wichtigsten Menschen in meinem Leben:
Daniel Jocksch, meinen Eltern Irina und Joachim Mützelburg, meinen Großeltern
Jutta und Gerhard Schmidt, meinem Bruder Tom Mützelburg sowie meinen
künftigen Schwiegereltern Gabriele und Siegfried Jocksch.
II Widmung



Diese Arbeit widme ich
Daniel Jocksch,
meinen Eltern und meinen Großeltern,
welche mich während meines gesamten Studiums und
der dreijährigen Promotionszeit
in allen Bereichen des Lebens ohne Einschränkungen unterstützt haben.
III Publikationen

Publikationen
Wissenschaftliche Publikationen

Alnajjar, A., Idris, A.M., Multzenberg, M., McCord, B. (2007) Development of a
capillary electrophoresis method for the screening of human urine for multiple drugs of
abuse. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 856, 62-67. (Schreibfehler)

Muetzelburg, M.V., Hoffmann, R. (2008) Separation of multiphosphorylated peptide
isomers by capillary zone electrophoresis. Submitted to Electrophoresis (review
process)



Teile aus dieser Arbeit werden aus Prioritätsgründen veröffentlicht.

Muetzelburg, M.V., Hofmann, F., Hahner, S., Just, I., Pich, A. (2008) Quantitative
proteome analysis of human neuroblastoma cells treated with Clostridium botulinum C3
exoenzyme – application of isotope-coded protein labels and LC-MALDI techniques.
Manuscript submitted for publication in Mol Cell Proteomics

Muetzelburg, M.V., Hofmann, F., Just, I., Pich, A. (2008) Isobaric tags for relative and
absolute quantitation coupled with 2D-LC-MALDI-MS/MS techniques enable the
identification of biomarkers of C3 exoenzyme treated human neuroblastoma cell lines.
Manuscript submitted for publication in J Chromtogr B.

Muetzelburg, M.V., Czentnár, Z., Luecke, N., Just, I., Pich, A. (2008) Protein profiling
of complex protein mixtures – A comparison between LC-MALDI-MS/MS and CE-
ESI-MS/MS techniques. Manuscript in preparation

Luecke, N., Templin, C., Kotlarz, D., Muetzelburg, M.V., Just, I., Pich, A. (2008)
Secretom analysis of the hematopoethic progenitor cell line DKmix using LC-MALDI
techniques. Manuscript in preparation
IV-1 Publikationen


Poster

Alnajjar, A., Muetzelburg, M., Butcher, J., McCord, B. (2004) Determination of
multiple drugs of abuse in human urine using capillary electrophoresis with
fluorescence detection. Studiertenkolleg, Department of Chemistry and Biochemistry,
Ohio University, Athens, Ohio, USA

Muetzelburg, M.V., Hoffmann, P., Singer, D., Hoffmann, R. (2005) Separation of
phosphopeptide isomers using capillary-zone-electrophoresis. Biotechnology
Symposium BBZ in Leipzig, Anakon und Beckman Coulter User Meeting (zweimal
Posterpreis)

Muetzelburg, M.V., Muehlenstaedt, C., Just, I., Pich, A. (2008) Isotope-coded protein
labels and LC-MALDI techniques used for quantitative proteome analysis of
intoxicated human neuroblastoma cells. Tagung der Deutschen Gesellschaft für
Massenspektrometrie (DGMS)

Muetzelburg, M.V., Muehlenstaedt, C., Just, I., Pich, A. (2008) Toxicoproteomics: C3
exoenzyme affects protein profile of a human neuroblastoma cell line. Tagung der
Deutschen Gesellschaft für experimentelle und klinische Pharmakologie und
Toxikologie (DGPT)

Vorträge

11-2007 Vortrag im Rahmen des Massenspektrometrie Forums Hannover
„Heavy Isotopes for Quantitative Proteomics“

12-2006 Vortrag im Rahmen der Veranstaltung Basic Biological Questioner an
der MHH „Quantitative Proteomics using ICPL™“

09-2005 eingeladener Vortrag auf dem Beckman Coulter User Meeting
„Trennung isomerer Phosphopeptide mittels Kapillarzonenelektro-
phorese“
07-2004 Vortrag im Rahmen des Studierendenkollegs am Department of
Chemistry and Biochemistry der Ohio University, Athens, Ohio, USA
„Derivatization of amine-containing drugs using Cy5™-NHS
monoreactive Dye for capillary electrophoresis and microfluidic devices”


IV-2 Zusammenfassung

Zusammenfassung
C3 Exoenzyme sind ADP-Ribosyltransferasen, die spezifisch die Rho-GTPasen RhoA,
B und C modifizieren und damit inaktivieren. Rho-GTPasen sind molekulare
„Schalter“, welche eine Vielzahl von Signalwegen in eukaryotischen Zellen
kontrollieren. Die spezifische Inaktivierung der Rho-GTPasen führt zu einer
Reorganisation des Aktinzytoskeletts und aller aktinabhängigen Zellfunktionen. In den
letzten Jahren konnte eine Beteiligung der Rho-GTPasen an der neuronalen
Entwicklung gezeigt werden. Die Zugabe von C3 aus Clostridium botulinum (C3bot) zu
Hippocampuszellen resultiert in einem gesteigerten Auswachsen und einer verstärkten
Verzweigung der Axone. Zur Aufklärung dieser C3bot-induzierten Wirkungen wurde
mittels eines quantitativen Proteomic-Ansatzes das Proteinprofil von C3bot-behandelten
mit unbehandelten humanen Neuroblastomzellen (SH-SY5Y) verglichen. Dazu wurden
die zellulären Proteine mit „Isotope Coded Protein Label“ (ICPL™) bzw. die nach
tryptischer Spaltung erhltenen Peptide mit „isobaric tags for relative and absolute
quantification“ (iTRAQ™) markiert, mittels Gelelektrophorese- und
Flüssigchromatographie-basierter Techniken getrennt und massenspektrometrisch
analysiert.

In ersten Experimenten wurde ein Proteinprofil der SH-SY5Y Zellen mittels GeLC-
MS/MS dargestellt und die Methodik optimiert. Mit der Reduzierung der
Probenkomplexität auf Proteinebene konnten die Identifizierungsraten gesteigert und
bis zu 3399 verschiedene Proteine identifiziert werden. Bislang existieren kaum
Angaben über die Reproduzierbarkeit quantitativer Techniken für biologische Systeme.
Daher wurde das ICPL™-Markierungsexperiment doppelt durch