@PhdThesis{duepublico_mods_00074156, author = {Ruzanna, Mnatsakanyan}, title = {Development and application of quantitative proteomics method for S-nitrosylation analysis}, year = {2021}, month = {Mar}, day = {23}, abstract = {Reversible post-translationale Cystein-Modifikationen stellen wichtige Faktoren f{\"u}r Zellsignalisierung und Redox-Hom{\"o}ostase dar. Unter anderem fungiert die S-Nitrosylierung als Redox-Switch in zahlreichen (patho-)physiologischen Vorg{\"a}ngen. Die Erforschung dieser Modifikation auf proteomweiter Ebene sowie im nativen zellul{\"a}ren Kontext bleibt eine Herausforderung, da effiziente Analysemethoden fehlen. In der vorliegenden Arbeit wurde eine neuartige chemo-proteomische Strategie f{\"u}r die quantitative Analyse von reversibel modifizierten Cysteinen entwickelt, die sich bioorthogonal spaltbare Verbindungsmolek{\"u}le sowie eine Austauschtechnik zunutze macht (Cys-BOOST). Der direkte Vergleich von Cys-BOOST mit iodoTMT zur Analyse der Cysteinenaus HeLa Zellextrakten zeigte dreifach erh{\"o}hte Sensitivit{\"a}t, erheblich h{\"o}here Spezifizit{\"a}t und technische Reproduzierbarkeit von Cys-BOOST. Unter Einsatz von Cys-BOOST zur Analyse von S-Nitrosylierungen in mit S-Nitrosoglutathion behandelten sowie unbehandelten HeLa-Zellextrakten konnte eine Vielzahl von S-nitrosylierten Proteinen (3,632) sowie einmaligenS-Nitrosylierungsstellen (8,304) identifiziert werden. Gest{\"u}tzt auf quantitative Daten wurden S-Nitrosylierungsmotive von S-Nitrosylierungsstellen mit unterschiedlicher Reaktivit{\"a}t auf S-Nitrosoglutathion abgeleitet.Diese Motive beweisen die Relevanz von lokaler Hydrophobizit{\"a}t und S{\"a}ure-Basen-Katalyse f{\"u}r S-Nitrosylierung auf proteomweiter Ebene und beleuchten die herausragende Selektivit{\"a}t von S-NitrosylierungenaufZielproteinen. Die in vitroAnalyse von S-Nitrosylierungen in SH-SY5Y Neuroblastom-Zellen brachte 2,158 spezifische S-Nitrosylierungsstellen auf 1,443 Proteinen im Grundzustand zum Vorschein,sowie signifikant ver{\"a}nderte S-Nitrosylierungsgrade in Proteinen der Neuro(axono)genese, glutamatergischenSynapsentransmission, Cadherin-Bindung, des NADH-Metabolismus und der Proteinfaltung, Translation und DNA-Replikation, als Reaktion auf fr{\"u}hen nitrosativen Stress. Insgesamt etablieren diese Ergebnisse Cys-BOOST als effiziente Methode zur proteomweiten quantitativen Analyse von S-Nitrosylierungen und weisen darauf hin, dass S-Nitrosylierung zur globalen Reaktion der Proteinfunktion ebenso beitr{\"a}gt wie Phosphorylierung und Ubiquitinierung.}, doi = {10.17185/duepublico/74156}, url = {https://duepublico2.uni-due.de/receive/duepublico_mods_00074156}, url = {https://doi.org/10.17185/duepublico/74156}, file = {:https://duepublico2.uni-due.de/servlets/MCRFileNodeServlet/duepublico_derivate_00073908/Diss_Mnatsakanyan.pdf:PDF}, language = {en} }