Philipp Christen  .  Rolf Jaussi .  Roger Benoit

Biochemie und Molekularbiologie

Eine Einführung mit 40 Lerneinheiten




38   Proteinanalytik


Inhaltsverzeichnis

Einführung Website

Merksätze

Kontrollfragen

38.1 Bestimmung der Aminosäurezusammensetzung und Sequenzanalyse von Proteinen

38.2 Analyse der 3D-Struktur von Makromolekülen durch Röntgenkristallographie

38.3 Analyse der 3D-Struktur von Makromolekülen durch magnetische Kernresonanz (NMR)

38.4 Elektronenmikroskopie

38.5 Untersuchung posttranslationaler Modifikationen von Proteinen

38.6 Untersuchung von Protein-Ligand-Wechselwirkungen

Weiterführende Literatur



Links

38.1 Bestimmung der Aminosäurezusammensetzung und Sequenzanalyse von Proteinen

Sequence determination one terminal unit at a time (M. Evans, YouTube): Kurze Vorlesung zum Edman-Abbau

Edman-Abbau (Lexikon der Biochemie, www.spektrum.de)

Proteomics (Nat Biotechnol 2000, 18, IT45-46)

Peptide de novo sequencing (www.bioinfor.com): Erklärung des de novo Sequenzierens mit Peptiden

Protein analysis by mass spectrometry (University of Virginia School of Medicine, www.medicine.virginia.edu): Proteinanalyse durch Massenpektrometrie

Protein analytical services (Peter Hunziker, fgcz-intranet.uzh.ch): Übersicht zur Proteinanalyse durch Massenspektrometrie und Aminosäuren-Analyse (Functional Genomics Center Zürich)

38.2 Analyse der 3D-Struktur von Makromolekülen durch Röntgenkristallographie

Methods for determining atomic structures (RCSB PDB): Methoden zur Strukturlösung

Protein crystallography at the John Innes Centre (John Innes Centre, YouTube): Kurze Übersicht der Röntgenkristallographie

Cracking the phase problem (Nobelprize.org): Artikel zur Lösung des Phasen-Problems für die Proteinkristallographie

Protein crystallography course (R.J. Read; Structural Medicine, www-strucmed.cimr.cam.ac.uk): Röntgenkristallographie-Vorlesungsreihe

Nobel prize winners associated with crystallography (www.iucr.org, International Union of Crystallography): Nobelpreise im Zusammenhang mit Röntgenkristallographie

Swiss Light Source (Paul Scherrer Institut, www.psi.ch): Synchrotron Lichtquelle Schweiz (SLS)

Die Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS (Paul Scherrer Institut, www.psi.ch)

Überblick: SwissFEL (Paul Scherrer Institut, www.psi.ch)

Swiss Light Source SLS (Paul Scherrer Institut): Film zur Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS

Lysozyme crystal growth (sblnewcastle, YouTube): Kurzer Zeitraffer-Film zum Wachstum von Proteinkristallen in einem Tropfen

Mosquito for protein crystallography (www.labtube.tv): Video zum Mosquito, einem Roboter zur Proteinkristallisierung

38.3 Analyse der 3D-Struktur von Makromolekülen durch magnetische Kernresonanz (NMR)

Structure determination of proteins with NMR spectroscopy (H.J. Schirra, ww.cryst.bbk.ac.uk): Detaillierte Erklärung der Protein-NMR

Nuclear magnetic resonance Fourier transform spectroscopy (Nobelprize.org): Nobel-Vorlesung von Richard R. Ernst

NMR studies of structure and function of biological macromolecules (Nobelprize.org): Nobel-Vorlesung von Kurt Wüthrich

The Nobel Prize in chemistry 2013, Karplus, Levitt and Warshel (Nobelprize.org)

38.4 Elektronenmikroskopie

Abbildung eines Transmissionselektronenmikroskops (H. Jastrow, EM Atlas)

Ernst Ruska - Facts (Nobelprize.org): 1986 Nobelpreis in Physik für fundamentale Arbeit in Elektronenoptik und für den Entwurf des ersten Elektronenmikroskops

Beispiel einer Proteinkomplex-Struktur, die durch die Kombination von 3D-EM und Röntgenkristallographie ermittelt wurde (Lee et al. 2013, PLoS Pathog 9, e1003690, Figure 1)

Secrets of a cellular machine (P. Preuss, Science@berkeley lab, www2.lbl.gov): Cryo-EM-Tomographie-Strukturen von Flagella und Cilia

Richard Henderson, MRC (www2.mrc-lmb.cam.ac.uk): Webpage von Richard Henderson, einem Pionier der Elektronenkristallographie

Model for the structure of bacteriorhodopsin based on high-resolution electron cryo-microscopy (Henderson et al. 1990, J Mol Biol 213, 899-929, RCSB PDB): Erste 3D-Struktur, die durch Elektronenkristallographie gelöst wurde

EMDataBank (www.emdatabank.org): Datenbank der EM-Strukturen

Electron crystallography (Wikipedia)

Kryoelektronentomographie (Wikipedia)

38.5 Untersuchung posttranslationaler Modifikationen von Proteinen

Cellular post-translational modifications (Jensen 2006, Nat Rev Mol Cell Biol 7, 392, Nature Education 1(3):6): Übersicht zu posttranslationalen Modifikationen

Overview of post-translational modifications (Thermo Scientific, www.piercenet.com): Übersicht der posttranslationalen Modifikationen und deren experimentelle Untersuchung

38.6 Untersuchung von Protein-Ligand-Wechselwirkungen

Fluorescence resonance energy transfer (UC Davis ChemWiki; chemwiki.ucdavis.edu): Übersicht zum Förster-Resonanzenergietransfer (FRET)

Fundamental Principles of Förster Resonance Energy Transfer (FRET) Microscopy with Fluorescent Proteins (www.microscopyu.com): Übersicht zur FRET-Mikroskopie

Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie (Wikipedia): Kurze Übersicht zur "Surface Plasmon Resonance Spectroscopy SPR"


Weiterführende Literatur

Callaway 2022, Nature - "What's next for AlphaFold and the AI protein-folding revolution"

Callaway 2021, Nature - "John Jumper protein predictor (AlphaFold software, s. p. 9, PDF "Ten people who helped shape science in 2021)"

Gstaiger and Aebersold 2009, Nat Rev Genet - "Applying mass spectrometry-based proteomics to genetics, genomics and network biology"

Yates et al 2009, Annu Rev Biomed Eng - "Proteomics by mass spectrometry: approaches, advances, and applications"

Bandeira et al. 2008, Nat Biotechnol - "Automated de novo protein sequencing of monoclonal antibodies"

Nature milestones crystallography, Nature 2014

Collection articles - Nature milestones crystallography, Nature 2014

Smith et al 2012, Curr Opin Struct Biol - "Micro-crystallography comes of age"

Goldhahn 2019, CHEMIEXTRA Forschungswelt - Proteinstrukturen sichtbar machen (s. p. 36-37)

Smyth and Martin 2000, Mol Pathol - "X-ray crystallography" (Kurze Einführung in klassische Röntgenkristallographie)

Ball 2017, Nature - "Europe's X-ray laser fires up

Klug 2010, Annu Rev Biochem - "From virus structure to chromatin: X-ray diffraction to three-dimensional electron microscopy"

Wüthrich 2001, Nat Struct Biol - "The way to NMR structures of proteins"

Etzkorn 2022, BIOspektrum - "Atomare Einblicke in die Dynamik der Membransysteme und der Biokatalyse"

Cavalli 2007, Proc Natl Acad Sci USA - "Protein structure determination from NMR chemical shifts"

Billeter et al. 2008, J Biomol NMR - "Solution NMR structure determination of proteins revisited"

Harris 2014, Arch Biochem Biophys - "Transmission Electron Microscopy in Molecular Structural Biology: A Historical Survey"

Orlova and Saibil 2011, Chem Rev - "Structural analysis of macromolecular assemblies by electron microscopy"

Lee et al. 2013, PLoS Pathog - "Structure of a bimodular botulinum neurotoxin complex provides insights into its oral toxicity" (Beispiel einer wichtigen Proteinkomplex-Struktur, die durch eine Kombination von EM-Einzelpartikelanalyse und Röntgenkristallographie ermittelt wurde)

Abeyrathne 2010, Methods Enzymol - "Preparation of 2D crystals of membrane proteins for high-resolution electron crystallography data collection"

Henderson et al 1990, J Mol Biol - "Model for the structure of bacteriorhodopsin based on high-resolution electron cryo-microscopy" (Erste 2D-Kristall-Cryo-EM-Struktur)

Bui and Ishikawa 2013, Methods Enzymol - "3D structural analysis of flagella/cilia by cryo-electron tomography"

Guichard et al 2012, Science - "Cartwheel architecture of Trichonympha basal body" (Ein Beispiel einer wichtigen Proteinkomplex-Struktur, die durch Cryoelectron-Tomographie ermittelt wurde)

Fernandez-Leiro and Scheres 2016, Nature - "Unravelling biological macromolecules with cryo-electron microscopy"

Kühlbrandt 2014, Science - "Biochemistry. The resolution revolution"

Kühlbrandt 2014, eLife - "Cryo-EM enters a new era"

Liang et al. 2017, Nature - "Phase-plate cryo-EM structure of a class B GPCR-G-protein complex"

Miller 2014, Science - "Femtosecond crystallography with ultrabright electrons and x-rays: capturing chemistry in action"

Nat Rev Mol Cell Biol 2011-2014 Collection of articles on post-translational modifications

Mann and Jensen 2003, Nat Biotechnol - "Proteomic analysis of post-translational modifications"

Mertins 2013, Nat Methods - "Integrated proteomic analysis of post-translational modifications by serial enrichment"

Tyers and Mann 2003, Nature - "From genomics to proteomics"

Juette et al. 2014, Curr Opin Chem Biol - "The bright future of single-molecule fluorescence imaging"

Zhao 2013, Curr Protoc Protein Sci - "Overview of current methods in sedimentation velocity and sedimentation equilibrium analytical ultracentrifugation"


Revision Dezember 2023