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Mass spectrometry based proteomics approaches unraveling dynamic processes in the entire bacterial cell

  • Deciphering the entire protein complement of a living cell together with the elucidation of dynamic processes on protein level are the main goals of proteomics as it is used today. To achieve this goal, namely the elucidation of dynamic processes of the entire bacterial cell, we have developed strategies and distinct workflows to cover the most proteins in different subcellular localizations in bacteria together with a stable isotopes labeling approach to follow temporal and spatial changes in different proteomic subfractions. In this work, it has been shown that the use of mass spectrometry based in vivo quantitation techniques and the application of subcellular and chromatographic fractionation has lead to a new level of qualitative and quantitative proteomics data. Emphasizing on the studies revealing the dynamics of the bacterial physiology on a time resolved base, both spatial and temporal processes can be monitored to obtain knowledge on physiological processes in a depth that has not been reached before in comparable global studies.
  • Das Ziel heutiger Proteomstudien liegt in der Aufklärung des Proteinbestands ganzer Zellen und der Verfolgung dynamischer Prozesse auf der Proteinebene. In der vorliegenden Arbeit wurden zu diesem Zweck Strategien und zielgerichtete Arbeitsabläufe entwickelt, um eine möglichst hohe Abdeckung des theoretisch exprimierten Proteoms in verschiedenen subzellulären Lokalisationen zu erreichen. Weiterhin wurde die Methode der Proteinmarkierung mit stabilen Isotopen etabliert, um zeitliche und örtliche Veränderungen in verschiedenen proteomischen Unterfraktionen zu verfolgen. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Anwendung Massenspektrometrie basierter in vivo Markierungstechniken und subzellulärer/ chromatographischer Fraktionierungsmethoden zu einer neuen Güte von qualitativen und quantitativen Proteomdaten geführt hat. Insbesondere in den proteomischen Studien, welche die zeitaufgelöste Dynamik der bakteriellen Physiologie zum Gegenstand hatten, und welche örtliche und zeitliche Veränderungen (subzelluläre Lokalisation; Zunahme/ Abnahme) verfolgten, konnte ein bis dato unerreichter Umfang an Informationen in physiologischen Prozessen erzielt werden.

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Metadaten
Author: Andreas Otto
URN:urn:nbn:de:gbv:9-000924-0
Title Additional (English):Mass spectrometry based proteomics approaches unraveling dynamic processes in the entire bacterial cell
Title Additional (German):Massenspektrometrisch basierte Proteomansätze zur Untersuchung dynamischer Prozesse in der gesamten bakteriellen Zelle
Advisor:Prof. Dr. Michael Hecker
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2011/02/25
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2011/02/11
Release Date:2011/02/25
Tag:Lebenswissenschaften, Massenspektrometrie, Proteomstudien, metabolische markierung von Gesamtzellen, stabile Isotopenmarkierung
Life sciences, isotopic labeling, mass spectrometry, metabolic labeling of complete cells, proteomics
GND Keyword:Allgemeine Mikrobiologie, Elektrospray-Ionisation, Isotopenmarkierung, Tandem-Massenspektrometrie
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Abteilung für Mikrobiologie und Molekularbiologie
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 570 Biowissenschaften; Biologie