Nova Acta Leopoldina Band 110 Nummer 377

2. Methoden der Proteomanalyse Die Abbildung 3 zeigt die prinzipiellen Schritte, die bei der Proteomanalyse erforderlich sind. Sie beginnen mit der Proteinextraktion, im zweiten Schritt werden die einzelnen Proteine auf- getrennt, um im dritten Schritt schließlich mit Hilfe moderner massenspektrometrischer Ver- fahren identifiziert zu werden. Die Basistechnik für die Proteomanalyse ist seit vielen Jahren die 1975 von O’FARRELL (1975) und KLOSE (1975) erstmalig beschriebene hochauflösende zweidimensionale Polyacrylamidgelelektrophorese (Abb. 4). Auf einer Fläche von nur 20 × 20 cm findet jedes einzelne Protein aufgrund seiner unverwechselbaren Markenzeichen, der Ladung, die durch die Aminosäurefolge bestimmt wird, und der Größe seinen genau definier- ten Platz. Bis zu 10000 Proteinspots können damit aufgetrennt werden. Abb. 3 Die einzelnen Schritte der Proteomanalyse (nach U. VÖLKER) Im zweiten Schritt geht es darum, diese Proteine, die zunächst nur als „Spots“ auf den Gelen zu sehen sind, zu identifizieren. Auch hier hat die Genomsequenzierung die Proteomanalyse geradezu revolutioniert. Erst mit Hilfe der Genomsequenz ist es möglich, jedes einzelne Pro- tein auf den zweidimensionalen Gelen sehr schnell seinem Gen zuzuordnen. Dafür sind fol- gende Schritte erforderlich: Zunächst wird das Protein aus dem Gel ausgeschnitten, anschließend wird es mit einer Protease verdaut, die an ganz bestimmten Stellen in der Aminosäurefolge schneidet (Trypsin schneidet hinter Arginin und Lysin). Infolge dieses Proteaseverdaus entsteht ein charakteris- tisches Muster unterschiedlicher Peptide, dessen molekulare Massen im Massenspektrometer exakt bestimmt werden. Dieses Peptidmuster ist der charakteristische Fingerabdruck des Pro- teins. Von der Proteomanalyse zur Systembiologie bakterieller Modellorganismen Nova Acta Leopoldina NF 110, Nr. 377, 143–165 (2011) 149