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Der Einfluß von Glucose und Docosahexaensäure auf das Proteom von BRIN-BD11-Insulinomazellen

  • In der vorliegenden Forschungsarbeit wurde untersucht, zu welchen Veränderungen es im Proteom der pankreatischen β-Zelle durch Erzeugung von Hyperglykämie und/oder Hyperlipidämie kommt, die z.B. im Rahmen des Metabolischen Syndroms auftreten können. Für die Experimente wurde die Zelllinie BRIN BD11 verwendet. Eine Behandlung erfolgte vergleichend mit Glucose (25 mM) und/oder Docosahexaensäure (DHA 0,1 mM) für 24 Stunden. Das Proteom der BRIN-BD11 Zellen wurde mit Hilfe von 2D Differenzial-Fluoreszenz-Gelelektrophorese (DIGE) analysiert und die Proteine unter Verwendung der Massenspektrometrie identifiziert. Es konnten insgesamt 1101 Proteine in 1487 detektierten Spots bestimmt werden. Darunter stellten sich 90 Spots unter den oben genannten Stimulationen als signifikant reguliert dar. Aus diesen wurden 63 regulierte Proteine identifiziert, die sich verschiedenen Bereichen des Stoffwechsels zuordnen lassen, u.a. dem Glucosestoffwechsel, der Atmungskette, katabolen Prozessen oder den Reparatur- und Schutzmechanismen. Eine Ingenuity Pathway Analyse anhand der regulierten Proteine ergab Zuordnungen zu 3 Netzwerken: 1 Nukleinsäuremetabolismus, Lipidmetabolismus und Biochemie kleiner Moleküle, 2 DNA -Replikation, -Rekombination und -Reparatur, Nukleinsäuremetabolismus und Biochemie kleiner Moleküle, 3 Kohlenhydratmetabolismus, molekularer Transport und Biochemie kleiner Moleküle. Weiterhin konnte eine funktionelle Einteilung sowie die Verteilung der Proteine nach Zellkompartimenten dargestellt werden. Eine Verifizierung der Ergebnisse mittels RT-qPCR erfolgte für Cathepsin D, Endoplasmic reticulum lipid raft-associated protein 2, Melanocyte proliferating gene 1, Glutamat-Cystein-Ligase sowie für die Thioredoxin-Reduktase und das Dihydropyrimidinase-related protein 2. Desweiteren wurden Western Blot Analysen zu Thioredoxin-Reduktase und das Dihydropyrimidinase-related protein 2 durchgeführt. Die Ergebnisse weisen auf eine Regulation im Sinne einer Kompensation der Stressoren hin, die durch gesteigerte Expression/Aktivität antioxidativer Systeme wie Glutathion und Thioredoxin erklärbar wären. Zudem konnte ein Proteommuster der BRIN BD11 Zellen erstellt werden und bildet mit der massenspekrometrischen Identifizierung der Proteine eine Grundlage für weitere Untersuchungen an der Zelllinie.
  • With the research work on hand has been prospected the upraising alterations in the proteom of the pankreatic β-cell by generation of hyperglycaemia and/or hyperlipidaemia being able to appear within the Metabolic Syndrom, e.g.. For the experiments the cell-line BRIN BD11 has been used. The manipulation has been eventuating comparatively with glucose (25 mM) and/or with docosahexaen acid (DHA 0,1 mM) for 24 hours. The proteom of the BRIN-BD11 cells have been analyzed with the help of 2D differential-fluorescenc gel electrophoreses (DIGE), and die proteins have been identified by using mass spectrometry. Within1487 detected spots at a whole 1101 proteins could be defined. Among those an amount of 90 spots constituted under the stimulations mentioned above significantly regulated. From those spots 63 regulated proteins had been identified associatable with various spheres of metabolism, among them the glucose metabolism, the respiratory chain, catabolic processes or the repair- and protection mechanism. The Ingenuity Pathway analysis on the regulated proteins revealed assignments of 3 networks: 1 nucleic acid metabolism, lipid metabolisms and biochemistry of small molecules, 2 DNA -replications, -re-combination und -repair, nuclein acid metabolism and biochemistry of small molecules, 3 carbohydrate metabolism, molecular transport and biochemistry of small molecules. Furthermore a functional classification and the distribution of the proteins concerning cell compartments could be disposed. The verification of the results had been realized via RT-qPCR for cathepsin D, endoplasmic reticulum lipid raft-associated protein 2, melanocyte proliferating gene 1, glutamat-cystein-ligase as well as for the thioredoxin-reductase und das dihydropyrimidinase-related protein 2. Moreover Western Blot analysis for thioredoxin-reductase and for the dihydro pyrimidinase-related protein 2 had been implemented. The results pointed out a regulation for the purpose of a compensation of the stressors, explainable by suitable expression/activity of antioxidative systemes like glutathion und thioredoxin. Additionally a proteom pattern of the BRIN BD11 cell could be built up producing a basis for following connected with the mass specrometric identification of proteins research on cell line.

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Metadaten
Author: Wenke Wichmann
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-20640
Title Additional (English):The influence of glucose and docosahexaen acid on the proteom of BRIN-BD11 cells
Referee:Prof. Dr. Uwe Lendeckel, PD Dr. Matthias Elsner
Advisor:Prof. Dr. Uwe Lendeckel
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2017
Date of first Publication:2018/02/08
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2017/11/27
Release Date:2018/02/08
Tag:BRIN-BD11-Insulinomazellen
Metabolic Syndrom, dihydropyrimidinase-related protein 2, endoplasmic reticulum lipid raft-associated protein 2, glutamat-cystein-ligase
GND Keyword:Diabetes mellitus, Docosahexaensäure, Glucose, Metabolisches Syndrom, Proteom
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Med. Biochemie u. Molekularbiologie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit