| Lipide sind Biomoleküle von großer struktureller Diversität, die eine Vielzahl biologischer Funktionen besitzen. Diese funktionelle Variabilität führt dazu, dass die Homöostase von Lipiden im Zuge vieler Krankheitsbilder, beispielsweise Diabetes, Morbus Alzheimer, oder auch bei verschiedenen Krebsarten, gestört ist. Das junge Forschungsfeld der Lipidomik beschäftigt sich ausschließlich mit der umfassenden Analyse von Lipiden und der Aufklärung all ihrer Funktionen und Interaktionen in biologischen Systemen. Diese Zielsetzung verlangt hochentwickelte analytische Methoden, um die verschiedenen Aufgaben von Lipiden aufzuklären.
Um den Anforderungen an die Methodologie im Feld der Lipidomik gerecht zu werden, werden hier drei analytische Methoden, basierend auf Flüssigkeitschromatographie gekoppelt mit Massenspektrometrie, vorgestellt.
Zuallererst wird eine analytische Methode zur globalen Analyse des Lipidoms vorgestellt. Sie beinhaltet eine einfache Flüssig-Flüssig-Extraktion als Probenvorbereitung, Hochleistungsflüssigkeitschromatographie mit dem Potential, strukturisomere und sogar positionsisomere Lipide aufzutrennen, und Detektion durch hochauflösende Massenspektrometrie, gemeinsam mit einer automatischen Software zur Datenauswertung. Nachdem absolute Quantifizierung eine essentielle Anforderung an lipidomische Methoden ist, wurde die Methode im biologisch relevanten Konzentrationsbereich validiert. Zusätzlich wurde das massenspektrometrische Fragmentierungsverhalten von Lipiden anhand von Standards umfassend untersucht.
Die zweite Methode dient zur quantitativen Analyse von N-Acylphosphatidylethanolaminen, die wichtige Signallipide sind und nur in sehr kleinen Konzentrationen vorkommen. Die vorgestellte Probenvorbereitung mittels Flüssig-Flüssig-Extraktion und Festphasenextraktion isoliert selektiv die Zielanalyten, die folgend chromatographisch aufgetrennt und durch zwei N acyl-spezifische SRM-Übergänge pro Analyt detektiert werden. Dies ermöglicht gleichzeitig quantitative und strukturelle Analyse von N-Acylphosphatidylethanolaminen.
Zuletzt wird die Relevanz lipidomischer Methodologie für das Feld der Krebsforschung vorgestellt. Durch einen hochspezialisierten Messansatz, wobei hochauflösende Tandem-Massenspektrometrie verwendet wird, kann ein Aspekt des Energiemetabolismus von Krebszellen untersucht werden. Durch Verfolgung einer isotopenmarkierten Vorgängersubstanz kann der Einbau von Kohlenstoff in das Glycerol-Gerüst der Kopfgruppe von Phospholipiden selektiv detektiert und quantifiziert werden. Es wird gezeigt, dass Krebszellen unter Glucosemangel Aminosäuren verwenden, um Glycerol für den Einbau in Phospholipide zu synthetisieren.
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