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Expressionsanalyse antioxidativ wirksamer Proteine mittels gerichteter Proteomanalytik

Zänglein, Nina - Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (2014)


Reaktive Sauerstoffspezies, deren Bildung in vivo sowohl endogen während diverser metabolischer Prozesse erfolgt, als auch durch exogene Quellen induziert werden kann, erfüllen in moderaten Mengen wichtige physiologische Aufgaben in der Zelle. Ein zu hohes Level hingegen verursacht oxidativen Stress und kann zu Schäden an Proteinen, Lipiden und Nukleinsäuren führen. Dies wiederum steht im Zusammenhang mit der Pathogenese von Krankheiten wie Krebs, cardiovaskulären und neurodegenerativen Erkrankungen. Zum Schutz vor oxidativem Stress verfügt die Zelle über ein antioxidatives Abwehrsystem, zu dem sowohl cytoprotektive Enzyme als auch nicht-enzymatische Prozesse beitragen. Das antioxidative System kann durch die Aufnahme bioaktiver Lebensmittelinhaltsstoffe moduliert werden, die damit dazu beitragen den oxidativen Stress zu senken und somit eine protektive Rolle in Hinsicht auf die Entstehung und Entwicklung von Krankheiten übernehmen können.

Um den Einfluss von Lebensmittelinhaltsstoffen auf die Expression antioxidativ wirksamer Enzyme im Zellmodell zu untersuchen, wurde eine universell einsetzbare UHPLC-MS/MS-basierte Methode entwickelt, die die selektive, empfindliche und simultane Bestimmung mehrerer cytoprotektiver Enzyme ermöglicht und eine zuverlässige relative Quantifizierung gewährleistet. Anschließend fand die Methode Anwendung für Zellkulturstudien, im Rahmen derer der Einfluss ausgewählter bioaktiver Lebensmittelinhaltsstoffe auf die Expression der antioxidativ wirksamen Enzyme Katalase und Hämoxygenase-I untersucht wurde.

Die ausgewählten antioxidativ wirksamen Enzyme wurden massenspektrometrisch im selected reaction monitoring (SRM) Modus nach tryptischem Verdau und ultrahochleistungsflüssigkeitschromatographischer (UHPLC) Trennung anhand proteotypischer Peptide (PTPs) analysiert. Für die relative Quantifizierung wurde die metabolische Stabilisotopenmarkierung von Zellkulturen (SILAC) angewandt.

In Zellkulturstudien wurde anschließend die Wirkung von Kaffee, Quercetin, Capsaicin, Phenylethylisothiocyanat, Sulforaphan, Resveratrol, Epigallocatechingallat und Curcumin analysiert.


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