Proteinanalyse

Proteinanalyse ist die systematische Untersuchung von Proteinen in biologischen Proben. Sie umfasst Identifikation, Quantifizierung, Untersuchung von Strukturen und Modifikationen sowie die Aufklärung von Funktionen und Interaktionen. Ziel ist es, Proteine als Bausteine von Zellen und Organismen in ihrem biologischen Kontext zu verstehen.

Zu den zentralen Methoden gehören Massenspektrometrie (MS) zur Identifikation und Quantifizierung, Gelelektrophorese wie SDS-PAGE, Western blot und Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA). Ergänzend kommen Chromatographie, Immunpräzipitation, NMR-Spektroskopie, Röntgenstrukturanalyse und Kryo-Elektronenmikroskopie zur Anwendung, um Strukturen, Modifikationen und Interaktionen zu untersuchen.

Proteomik bezeichnet den groß angelegten Ansatz zur Analyse des gesamten Proteoms einer Probe. Sie nutzt MS-basierte Techniken für die Identifikation und Quantifizierung tausender Proteine gleichzeitig, oft begleitet von Label-basierten oder label-freien Verfahren wie TMT, iTRAQ oder SILAC. Die Datenanalyse erfolgt über Suchalgorithmen, Datenbanken (z. B. UniProt) und bioinformatische Pipelines, mit Fokus auf Modifikationen, Protein-Wechselwirkungen und funktionelle Netzwerke.

Anwendungsgebiete umfassen Grundlagenforschung, Biomarker-Entdeckung, Diagnostik sowie die Entwicklung und Überwachung von Therapien. Auch in der Lebensmittelanalyse, Umweltdiagnostik und Biotechnologie spielt Proteinanalyse eine Rolle. Herausforderungen sind der große Dynamikbereich der Proteinmengen, viele posttranslationale Modifikationen, Probenvorbereitung, Normalisierung und Reproduzierbarkeit von Ergebnissen.