Phosphositedetektion

Phosphositedetektion bezeichnet die Identifizierung und Lokalisierung von Phosphorylierungsstellen in Proteinen. Am häufigsten betreffen diese Serin-, Threonin- und Tyrosinreste. Die Phosphorylierung ist eine zentrale posttranslationale Modifikation, die Signaltransduktion, Enzymaktivität und Proteinwechselwirkungen reguliert. Die genaue Bestimmung von Phosphosites ermöglicht Einblicke in zelluläre Signalwege und deren Regulation.

Ein gängiges Vorgehen ist die phosphoproteomische Analyse mittels Massenspektrometrie. Proteine werden enzymatisch verdaut, die Phosphopeptide durch Enrichment angereichert (zum Beispiel IMAC oder TiO2), gefolgt von LC-MS/MS-Analysen. Die Lokalisierung des Phosphosites innerhalb der Peptidsequenz erfolgt durch Auswertung der MS/MS-Daten mit Lokalisierungswahrscheinlichkeiten (zum Beispiel ptmRS oder Ascore). Die Quantifizierung kann mit tandem Mass Tags (TMT, iTRAQ) oder label-free Ansätzen erfolgen.

Alternativ kommen phospho-spezifische Antikörper in Anwendungen wie Western Blot, Immunpräzipitation oder Immunhistologie zum Einsatz. Diese Methoden liefern schnelle Hinweise auf bestimmte Phosphosites, sind jedoch oft auf bekannte Zielproteine beschränkt. Zu den Herausforderungen gehören geringe natürliche Phosphorylierungsstufen, die labilen Eigenschaften der Modifikation, Probenvorbereitung, Falsch-Positiv-Raten sowie der Bedarf an robusten Kontrollen und Bioinformatik.

Phosphositedetektion unterstützt Grundlagenforschung in Signalwegen, der Zellregulation und Krebsforschung sowie Drug Discovery. Relevante Datenbanken wie PhosphoSitePlus oder UniProt-Phosphoproteom-Datenbanken erleichtern die Identifikation bekannter Phosphosites und den Vergleich von Studien. Insgesamt ist die Phosphositedetektion ein zentraler Bestandteil der Proteomik, der technologische und analytische Herausforderungen mit sich bringt.