Metabolomanalyse zur Untersuchung der Dynamik im ...

8. Ausblick
• Basierend auf den gemessenen intrazellulären Konzentrationen, könnte die Aufstellung
von strukturierten mathematischen Modellen zu einem besseren Verständnis des Aromatenbiosynthesewegs
führen. Aus dem Modell könnten dann detailliertere Aussagen
über den limitierenden Charakter einzelner enzymatischer Schritte abgeleitet werden,
deren Aussagekraft über die hier dargestellte einfache statistische Auswertung hinausginge.
• Am Beispiel der Aromatenbiosynthese konnte die Glukosepulstechnik zur intrazellulären
Untersuchung in einem anabolen Stoffwechselweg eingesetzt werden. Der Einsatz
dieser Technik muss aber nicht auf die Aromatenbiosynthese beschränkt bleiben, vielmehr
bietet sich die Möglichkeit weitere anabole Biosynthesewege zu untersuchen, die
auch zu industriell interessanten Produkten führen. Hier wären sowohl Aminosäuren
wie L-Lysin, L-Threonin, L-Leucin, L-Isoleucin oder L-Valin interessant, aber auch
Biosynthesewege, die zu Vitaminen oder anderen Feinchemikalien führen.
Biosyntheserouten in denen Pyruvat als Vorläufermetabolit involviert ist (z.B. L-
Leucin, L-Valin, L-Isoleucin), wären hier von besonderem Interesse, da über das PTS
System nach dem Glukosepuls eine erhöhte Bereitstellung von Pyruvat zu erwarten ist,
und daher ein positives Pulssignal in diesen Biosynthesewegen initiiert werden sollte.
• Die Entwicklung neuer Methoden zur Messung weiterer intrazellulärer Metaboliten
bzw. die Weiterentwicklung bestehender Methoden der Triple Quadrupol LC–MS ist
ein fortlaufender Prozess und wird daher nie abgeschlossen werden können. Die Vielzahl
der verschiedenen Metaboliten, das hohe Probenaufkommen aus Pulsexperimenten
und die Einschränkung der chromatographischen HPLC Bedingungen durch die Kopplung
mit der Massenspektrometrie sind dabei vorrangige Probleme, die in zukünftigen
Arbeiten untersucht werden müssen. Vor allem die Einschränkung der chromatographischen
Freiheitsgrade führt zu Schwierigkeiten bei der Abtrennung der Matrixanteile
in den Zellextraktproben.
Die fortwährende Suche nach neuen LC–MS kompatiblen stationären Phasen mit verbesserten
Eigenschaften für die Analytik sehr polarer Metaboliten muss daher fortgeführt
werden. Die Verwendung sog. HILIC-Phasen (Hydrophilic-Interaction-Liquid-
Chromatography) könnte hier einen Beitrag zur Verbesserung der Chromatographie
leisten, da die Wechselwirkung mit einer stark polaren stationären Phase die Retention
der polaren intrazellulären Metaboliten verbessern könnte.
• Die Miniaturisierung der HPLC Methode, d.h. die Verwendung von HPLC Säulen
mit kleinerem Innendurchmesser (ca. 1–2 mm) führt zu einer Verringerung des Volumenflusses
zum MS und könnte damit zu einer Erhöhung der Empfindlichkeit bei
Elektrospray-Ionisation (ESI) führen. Besonders bei Matrix belasteten Proben steigt
damit jedoch gleichzeitig die Gefahr von Verblockungen bzw. Verstopfungen im Sys-
159