Pulsmarkierung

Die Pulsmarkierung (englisch pulse labelling, pulse-chase-analysis) ist eine biochemische Methode zur Markierung und Verfolgung von Biomolekülen. Sie ist eine Form der metabolischen Markierung.

Pulsmarkierung für 30 min. mit Beobachtung nach zehn Tagen

Eigenschaften

Die Pulsmarkierung wird zur Bestimmung eines zeitlichen Verlaufs eines Moleküls in einer komplexen Mischung verwendet, z. B. in einem Organismus, einer Zelle, einem Lysat oder einer definierten Mischung von Enzymen. Die Markierung, meistens eine Isotopenmarkierung, erfolgt durch eine zeitlich begrenzte Zugabe (meist wenige Minuten) des Signalmoleküls (der Puls). Anschließend werden die Bedingungen vor der Markierung (engl. chase ‚Nachverfolgung‘) wiederhergestellt, z. B. durch Austausch des zur Markierung verwendeten Kulturmediums durch ein Kulturmedium mit den gleichen, aber unmarkierten Bestandteilen. Für den Zeitverlauf werden in bestimmten zeitlichen Abständen Proben entnommen. Dabei kann der Stoffwechsel der markierten Moleküle oder die Biosynthese von nur nach dem Zeitpunkt der Zugabe erzeugten Molekülen beobachtet werden. Das verfolgte Molekül kann z. B. ein Metabolit, ein Protein, eine Nukleinsäure oder ein Kohlenhydrat sein.

Anwendungen

Durch die Pulsmarkierung konnten verschiedene biochemische Vorgänge weiter aufgeklärt werden, z. B. die Translation,[1] die Proteinkinase C,[2] das Proteasom,[3] und der Zusammenbau des Bakteriophagen T4.[4] Durch die Pulsmarkierung konnte George Palade die Sekretion durch das raue endoplasmatische Retikulum und den Golgi-Apparat aufklären,[5][6] wofür er 1974 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhielt („für ihre Entdeckungen zur strukturellen und funktionellen Organisation der Zelle“).

Einzelnachweise
  1. F. GROS, H. HIATT, W. GILBERT, C. G. KURLAND, R. W. RISEBROUGH, J. D. WATSON: Unstable ribonucleic acid revealed by pulse labelling of Escherichia coli. In: Nature. Band 190, Mai 1961, S. 581–585, ISSN 0028-0836. PMID 13708983.
  2. M. Takahashi, Y. Ono: Pulse-chase analysis of protein kinase C. In: Methods in molecular biology (Clifton, N.J.). Band 233, 2003, S. 163–170, ISSN 1064-3745. doi:10.1385/1-59259-397-6:163. PMID 12840506.
  3. M. A. Hoyt, J. Zich, J. Takeuchi, M. Zhang, C. Govaerts, P. Coffino: Glycine-alanine repeats impair proper substrate unfolding by the proteasome. In: The EMBO journal. Band 25, Nummer 8, April 2006, S. 1720–1729, ISSN 0261-4189. doi:10.1038/sj.emboj.7601058. PMID 16601692. PMC 1440830 (freier Volltext).
  4. P. L. Ferguson, D. H. Coombs: Pulse-chase analysis of the in vivo assembly of the bacteriophage T4 tail. In: Journal of molecular biology. Band 297, Nummer 1, März 2000, S. 99–117, ISSN 0022-2836. doi:10.1006/jmbi.2000.3551. PMID 10704310.
  5. J. D. Castle, J. D. Jamieson, G. E. Palade: Radioautographic analysis of the secretory process in the parotid acinar cell of the rabbit. In: Journal of Cell Biology. Band 53, Nummer 2, Mai 1972, S. 290–311, ISSN 0021-9525. PMID 5025103. PMC 2108718 (freier Volltext).
  6. L. G. CARO, G. E. PALADE: PROTEIN SYNTHESIS, STORAGE, AND DISCHARGE IN THE PANCREATIC EXOCRINE CELL. AN AUTORADIOGRAPHIC STUDY. In: Journal of Cell Biology. Band 20, März 1964, S. 473–495, ISSN 0021-9525. PMID 14128049. PMC 2106415 (freier Volltext).
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