Bioanalytische Chemie
Die Abteilung Bioanalytische Chemie unter Leitung von Prof. Dr. Florian Fröhlich beschäftigt sich mit der Frage, wie Zellen den Fettstoffwechsel regulieren. Mithilfe der Bäckerhefe als Modellorganismus sollen damit die molekularen Grundlagen gelegt werden, um zu verstehen, wie Störungen des Fettstoffwechsels Krankheiten verursachen können.
Molekulare Mechanismen des Fettstoffwechsels
Die Membranen aller Eukaryonten werden aus Lipiden der drei Hauptklassen – Glycerophospholipide, Sterole und Sphingolipide – gebildet. Alle Membranen der verschiedenen Organellen weisen dabei eine spezifische Lipidsignatur auf. Für die Funktion der Organellen und damit auch der Zellen ist es von entscheidender Bedeutung, diese Lipidsignaturen aufrecht zu erhalten. Außerdem haben Zellen die Fähigkeit, ihre Membranen an verschiedene äußere Bedingungen anzupassen. Ist diese Fähigkeit beeinträchtigt, geht dies oft mit der Entstehung verschiedener Krankheiten einher, wie neurodegenerativer Erkrankungen.
Die grundlegenden Prozesse der Regulierung des Lipidstoffwechsels untersucht die Abteilung Bioanalytische Chemie in dem Modellorganismus Saccharomyces cerevisiae, der Bäckerhefe. Alle grundlegenden Lipidstoffwechselwege, die in Säugern vorkommen, sind in der Hefe konserviert und können untersucht werden. Dabei geht es in erster Linie um die Fragen:
- Welche Enzyme sind für die Herstellung der verschiedenen Lipide verantwortlich?
- Was sind die molekularen Mechanismen, die diese Enzyme für die Herstellung von Lipiden nutzen?
- Und wie können diese Prozesse reguliert werden, um sich an Veränderungen der Umgebung anzupassen?
Analytische Methoden zur Untersuchung des Fettstoffwechsels
Um den obgenannten Fragestellungen nachzugehen, nutzt die Abteilung Bioanalytische Chemie eine vielseitige Kombination verschiedenster Methoden. Zum einen werden die verschiedenen, meist membranständigen, Enzyme des Lipidstoffwechsels aus Hefe aufgereinigt und in selbst hergestellten Membransystem untersucht. Ein langfristiges Ziel ist hierbei, komplette Lipidbiosynthesewege außerhalb der Zelle zu rekonstruieren, um deren Regulation untersuchen zu können. Die in vitro gewonnen Ergebnisse sollen dann im Zellmodell bestätigt werden.
Neben klassischen biochemischen, zellbiologischen und genetischen Methoden nutzt die Abteilung Bioanalytische Chemie auch die massenspektrometrische Analyse von Proteinen und Lipiden (Proteomics und Lipidomics). Damit kann die genaue Protein- und Lipidzusammensetzung von Zellen in unterschiedlichen Bedingungen genaustens analysiert werden.
