Fehlregulationen der ERK1/2-Signalkaskade könnten nicht nur in der Onkogenese, sondern auch im Kontext der Alzheimer-Krankheit und der Amyothrophen Lateralsklerose involviert sein (Kim und Choi, 2010; Deschenes-Simard et al., 2014). Vollständig aktiviert werden die Mitogen-aktivierten Proteinkinasen ERK1 und ERK2 über eine doppelte Phosphorylierung an einem konservierten Threonin-Glutamat-Tyrosin (TEY)-Motiv. Monophosphorylierte Isoformen von ERK1/2 sind ebenfalls in lebenden Zellen nachzuweisen und besitzen in vitro bei physiologischen ATP-Konzentrationen eine messbare Kinaseaktivität. Eine hochauflösende Trennung und Detektion der unphosphorylierten, einfach- und zweifach-phosphorylierten Isoformen von ERK1 und ERK2 sowie ihre semi-quantitative Analyse sind durch den Einsatz der isoelektrischen Fokussierung in Mikrokapillaren mit nachgeschaltetem Immunnachweis (CIEF-Immunoassay) möglich. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit wurde ein optimiertes Arbeitsprotokoll entwickelt, um die Phosphorylierung von ERK1/2 in Zelllysaten mit dem CIEF-Immunoassay zu analysieren. Es wurden verschiedene Lysesysteme getestet, wobei sich herausstellte, dass Reduktionsmittel die ERK1/2-Detektion erheblich beeinflussen können. Das kommerziell erhältliche M-PER-Reagenz eignete sich am besten, da es eine höhere Effizienz zur Lyse der Zellkerne zeigte als andere Lysepuffer, keine Reduktionsmittel enthielt und eine hohe Ausbeute an phosphorylierten ERK1/2-Isoformen ermöglichte. Die Reproduzierbarkeit der relativen Quantifizierungen im CIEF-Immunoassay erwies sich für solche Signale als akzeptabel (Variationskoeffizient < 15 %), deren relativer Flächeninhalt mindestens 1 % der aufsummierten Flächeninhalte aller ERK1- bzw. ERK2-Signale betrug. Insgesamt lagen die Abweichungen in einem Bereich, der in der Regel sowohl einen Vergleich von Proben innerhalb eines Laufes als auch zwischen mehreren Läufen erlaubte. Als wichtige Weiterentwicklung der bisher publizierten analytischen Möglichkeiten des verwendeten CIEF-Immunoassays gelang im Rahmen der hier vorgestellten Arbeit die zusätzliche Unterscheidung und eindeutige Zuordnung von Threonin-monophosphoryliertem und Tyrosin-monophosphoryliertem ERK1 und ERK2. Dieser Nachweis wurde durch die Kombination synthetischer phospho-ERK1/2-Peptide mit verschiedenen anti-phospho-ERK1/2-Antikörpern in kompetitiven Blockierungsexperimenten, welche in dieser Form erstmalig im CIEF-Immunoassay eingesetzt wurden, erreicht. Um die praktische Anwendbarkeit des optimierten Arbeits- und Analyseprotokolls zu überprüfen, wurde im zweiten Teil der Arbeit zunächst exemplarisch die Kinetik der ERK1/2-Phosphorylierung in den Zelllinien SH-SY5Y und THP-1 sowie in humanen peripheren mononukleären Blutzellen nach Stimulation der Zellen zeitabhängig untersucht. Die ERK1/2-phospho-Form-Verteilung schien dabei abhängig vom jeweiligen Zelltyp und eingesetzten Aktivator zu variieren. Die erfolgreich etablierte Methode wurde schließlich in Form einer orientierenden Pilot-Studie mit einer klinischen Kohorte an humanen peripheren mononukleären Blutzellen von Patienten mit Alzheimer-Demenz, leichten kognititven Einschränkungen, Amyotropher Lateralsklerose und nicht-dementen Kontrollprobanden angewandt. Trotz der sehr kleinen Stichprobe konnten statistisch signifikante Gruppenunterschiede, nach erfolgter Aktivierung durch Gabe eines Stimulus, hinsichtlich der Inaktivierung (Dephosphorylierung) der doppelt-phosphorylierten und Threonin-monophosphorylierten Formen von ERK1 beobachtet werden. Dies könnte auf eine mögliche krankheitsassoziierte Veränderung in der Aktivität von Phosphatasen hinweisen. Die Ergebnisse sind allerdings aufgrund der kleinen Gruppengrößen als vorläufig zu betrachten. Für den Einsatz mit einer größeren Kohorte ist die Optimierung weiterer Parameter erforderlich. Insgesamt ermöglicht der CIEF-Immunoassay eine detaillierte Studie zur relativen Verteilung der phospho-ERK1/2-Isoformen in Zelllysaten.