Medizinische Universität Graz

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Bibliografische Informationen

Titel

Funktionelle Proteomik und Metabolomik zur Untersuchung des Krebsstoffwechsels

Kurzfassung

Krebserkrankungen sind unter anderem durch Veränderungen im Metabolismus von Zellen charakterisiert. Die wahrscheinlich bekannteste metabolische Anpassung von Krebszellen ist die erhöhte Aufnahme von Glukose, 1930 von Otto Warburg beschrieben. Allerdings sind die Veränderungen nicht nur auf den Glukose-Metabolismus beschränkt. Auch der Auf- und Abbau von Lipiden kann sich in Krebszellen wandeln. Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Schlüssel-Enzym im Abbau von Triglyzeriden, der „Adipose Triglyzerid Lipase“ (ATGL), und dessen Einfluss auf den Krebsstoffwechsel. In vorangegangenen Experimenten wurde entdeckt, dass der Verlust von ATGL (ATGL-KO) zu einem Wachstumsvorteil von B-Zell-Tumoren führt. Im ersten Kapitel dieser Arbeit sollen nun die genauen Mechanismen, die für diesen Wachstumsvorteil verantwortlich sein könnten, untersucht werden. Überraschenderweise konnten mittels stabiler Isotopen aufgelöster Metabolomik, radioaktiven Nährstoffaufnahme- und Einbau-Experimenten keine metabolischen Unterschiede im zentralen Kohlenstoff- und Fettsäuremetabolismus in den Zellen gefunden werden, die diesen Wachstumsunterschied erklären. Mit der Hilfe von aktivitätsbasierten Proteom-Analysen konnte aber eine unbekannte Serinhydrolase mit potentieller Phospholipase Aktivität (PLBD2) identifiziert werden, die eine höhere Aktivität in ATGL-KO Zellen aufweist und die Abwesenheit von ATGL partiell kompensieren könnte. Das native Substrat von PLBD2 ist allerdings noch unbekannt. Mittels quantitativer Proteom-Analysen konnte außerdem eine erniedrigte Expression der Glyzin Dehydrogenase (GLDC), ein Enzym des Einkohlenstoffmetabolismus‘, in ATGL-defizienten B-Zellen erkannt werden. Ein direkter Zusammenhang mit dem Wachstumsvorteil durch die erniedrigte GLDC Proteinexpression muss aber erst noch gezeigt werden. Des Weiteren wurde CRISPR-Cas9 dazu genutzt eine Lungenkrebs-Zell-Linie (A549) zu generieren welcher ATGL fehlt. Dieses neue Modell konnte die Ergebnisse in den B-Zellen nicht bestätigen, da die ATGL-defizienten Lungenkrebszellen keinen Wachstumsvorteil aufweisen. Dies führt zu der Annahme, dass ATGL gewebe-spezifischen Einfluss auf das Fortschreiten von Krebs hat und könnte in Zukunft für die Diagnose und Beobachtung von Krebserkrankungen dienen.

Das zweite Kapitel dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Bedeutung von korrekten Datenbankeinträgen auf die Identifikation von Proteinen bei der Auswertung von Massenspektrometrie-Daten. Trypsin ist ein Enzym, das häufig in Standard-Proteomikexperimenten zum Verdau von Proteinen verwendet wird. Dieses Trypsin ist in den meisten Fällen modifiziert, um einen Selbstverdau und den daraus resultierenden Verlust der Enzymaktivität zu minimieren. Modifiziertes Trypsin jedoch befindet sich nicht unter den Datenbankeinträgen, die zur Identifizierung von Peptiden und Proteinen aus Massenspektren verwendet werden. Hier wird nun gezeigt, dass modifiziertes Trypsin unbedingt in der Datenbank vorhanden sein sollte, da es sonst zu schwerwiegenden falsch-positiven Identifizierungen von Proteinen kommt. Des Weiteren wird hier eine einfache und schnelle Lösung für die Implementierung von modifiziertem Trypsin in Datenbanken dargestellt, welche die falsch-positive Zuordnung sowie negative Einflüsse auf die Ergebnis-Statistik verhindert.

Schlagwörter

Krebs, ATGL, Trypsin, Datenbank, Proteomik

Anzahl Seiten

Publikationsjahr

2018

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