Proteomik und Metabolomik

 

Evotec verfügt über ein einzigartiges Spektrum von Technologien in den Bereichen Proteomik und Metabolomik, um zentrale Fragestellungen bei der Erforschung von Wirkstoffen und Biomarkern anzugehen. Die Serviceleistungen in der Massenspektrometrie-basierten Proteomik und Metabolomik sind weltweit führend und zeichnen sich durch erstklassige Datenqualität bei der Analyse von Zellen, Tiermodellen und Patientenproben aus.

Evotecs Angebot umfasst:

  • Evotec Cellular Target Profiling™ und Photoaffinitätsmarkierung zur Identifizierung der Targets bioaktiver Substanzen
  • Chemische Proteomik für quantitative Selektivitätsanalysen von Wirkstoffen im Kontext von nativen Proteomen oder Subproteomen
  • Globale Proteinexpressions- und Modifikationsanalyse für gesamtzelluläre Untersuchungen der Wirkmechanismen und Targetmodulation durch niedermolekulare Substanzen
  • Proteomweite Identifizierung von Biomarkerkandidaten in Zellen, Geweben und Körperflüssigkeiten, sowie deren Validierung durch Verfahren der zielgerichteten Massenspektronomie
  • Zielgerichtete Metabolomik für die in vitro und in vivo Quantifizierung von Metaboliten in Zellen, Geweben und Körperflüssigkeiten
  • Umfassende statistische und bioinformatische Analysen

Chemische Proteomik und Targetidentifizierung

Wissenschaftler von Evotec waren Vorreiter bei der Entwicklung von Verfahren der chemischen Proteomik. Diese ermöglichen die Identifizierung der Targets bioaktiver Substanzen, ein entscheidender Schritt  nach phänotypischen Screens und Grundlage für die weitere Optimierung und Entwicklung von Wirkstoffen.
Evotec Cellular Target Profiling™ ist eine leistungsstarke Technologie zur Identifizierung spezifischer zellulärer Targets in Zell- oder Gewebelysaten. Das Proteomik-Angebot von Evotec umfasst darüber hinaus die Photoaffinitätsmarkierung für die kovalente Targetbindung in lebenden Zellen.

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Ablauf eines Cellular Target Profiling™ bei Evotec

  • Die chemischen Proteomikansätze von Evotec verwenden modernste Verfahren der quantitativen Massenspektronomie, um spezifische zelluläre Targets einer Substanz aufzufinden und zu verifizieren
  • Evotec Cellular Target Profiling™ ermittelt Target-spezifische Dissoziationskonstanten für die untersuchte Substanz und ermöglicht so das Ranking der Targets gemäß ihrer voraussichtlichen physiologischen Relevanz
  • Die Photoaffinitätsmarkierung von Substanzen unterstützt die Identifikation von Bindungsstellen in Targetproteinen
  • Möglichkeit der Kombination verschiedener Ansätze der chemischen Proteomik 
  • Unvoreingenommene Targetidentifizierung durch proteomweite Profilierung nativer, endogen exprimierter, post-translational modifizierter Proteine in Gegenwart von zellulären Co-Faktoren und Komplexpartnern 
  • Umfangreiche, nicht auf bestimmte Target-Klassen beschränkte Erfolgsbilanz bei der Profilierung unterschiedlichster niedermolekularer Verbindungen

Chemische Proteomik – Selektivitätsanalyse und Aktivitätsprofilierung

Evotec ist auf dem Gebiet der chemischen Proteomik weltweit führend und verfügt über eine innovative Technologieplattform, die quantitative Massenspektrometrie zur Selektivitätsanalyse von Substanzen in nativen Proteomen und Subproteomen einsetzt. Selektivitätsdaten aller zellulären Zielstrukturen, auch Targets genannt, sind eine wichtige Grundlage für Entscheidungen in verschiedenen Phasen der Wirkstoffentwicklung, beispielsweise während der Leitstrukturoptimierung oder der Auswahl präklinischer Kandidaten.

Evotecs Angebot umfasst:

  • Evotec Cellular Target Profiling™ für die unvoreingenommene, proteomweite Profilierung der Wirkstoffselektivität, um Wechselwirkungen einer Substanz mit zellulären Protein-Targets zu identifizieren und zu quantifizieren
  • KinAffinity®, ein Hit-to-Lead kompatibler Ansatz von Evotec zur schnellen Target-Profilierung von Kinasehemmern in Zell- und Gewebeproben. Anders als beim traditionellen biochemischen Screening rekombinanter Proteinkinasen wird die Target-Affinität eines Inhibitors gleichzeitig für eine große Anzahl nativer Kinasen in ihrer physiologischen, zellulären Umgebung bestimmt

Workflow für die aktivitätsbasierte Proteinprofilierung (ABPP)

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  • aktivitätsbasierte Proteinprofilierung (ABPP) einer großen Auswahl unterschiedlicher Enzymklassen, wie z. B. Serin-Hydrolasen, Metalloproteasen, Oxidoreduktasen, Histon-Deacetylasen und Glutathion-S-Transferasen. ABPP verwendet reaktive chemische Sonden, welche gegen das aktive Zentrum einer Enzymfamilie gerichtet sind und in spezifischer Weise die die katalytisch aktiven Vertreter in biologischen Systemen sichtbar machen

Gesamtzelluläre Proteomexpressions- und Modifikationsanalysen

Evotec bietet führende Technologien für unvoreingenommene Proteinexpressions- und Modifikationsanalysen fast aller Arten von biologischen Proben an. Evotecs globale Proteomikplattformen unterstützen die Erforschung und Charakterisierung zellulärer Targets auf der funktionalen Proteinebene. Sie ermöglichen zudem unvoreingenommene Studien zellulärer Wirkmechanismen, die Identifizierung spezifischer pharmakodynamischer Marker sowie  die Priorisierung von Leitsubstanzen auf Basis zellulärer Aktivitätsprofile.

  • Hochmoderne Proteomikverfahren identifizieren und quantifizieren mehr als 10,000 verschiedene Proteine, über 20,000 Phosphorylierungen, über 8,000 Ubiquinitierungsstellen oder über 1,000 Acetylierungs- oder Methylierungsstellen
  • Führende Expertise in der quantitativen Massenspekrometrie unter Verwendung von metabolischer oder chemischer Isotopenmarkierung sowie Label-freier Quantifizierung
  • Bioorthogonale Markierungsverfahren für die spezifische Profilierung neu synthetisierter Proteine oder verschiedenster Glykoproteine, z. B. von N- und O-glykosylierten Proteinen sowie von O-GlcNAc- oder Sialinsäure-modifizierten Proteinen

Phosphoscout® workflow

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  • Langjährige Erfahrung und die erforderliche Infrastruktur für die Analyse enormer Datenmengen, die in großangelegten Proteomikprojekten anfallen
  • Umfassende Statistik und Bioinformatik für die systemweite Datenanalyse
  • Eingehende Interpretation aller Daten, um relevante Wirkstofftargets und Wirkungsweisen aus den Proteomikexperimenten abzuleiten
  • Umfangreiche Erfolgsbilanz bei der Erzielung hochwertiger Ergebnisse innerhalb der vereinbarten Zeitpläne

Identifizierung und Validierung von Biomarkern

Evotec bietet eine einzigartige Plattform mit innovativen Proteomik- und Metabolomiktechnologien für wichtige Fragestellungen bei der Erforschung und Validierung translationaler Biomarker in verschiedenen Therapiebereichen. Evotecs führende Expertise bei der exakten massenspektrometrischenQuantifizierung über viele unterschiedliche Proben ermöglicht integrierte, umfangreiche Projekte zur Erforschung und Validierung diagnostischer, pharmakodynamischer oder prädiktiver Biomarker.

  • Abhängig von den Projektzielen entweder maßgeschneiderte Verfahren  für quantitative Proteomanalysen über hunderte von Proben oder tiefe Proteomprofilierung von mehr als 10,000 Proteinen in Zell- oder Gewebematerial
  • Eingehende quantitative Protein-Biomarkerforschung in Proben von Körperflüssigkeiten wie Blutplasma und Zerebrospinalflüssigkeit (CSF)
  • Ausgewiesene Kompetenzen bei der Entwicklung zielgerichteter Massenspektronomietests, basierend auf Multiple Reaction Monitoring (MRM) und Parallel Reaction Monitoring (PRM) für eine Hochdurchsatz-Verifizierung und -Validierung von Biomarkerkandidaten
  • Zielgerichtete in vitro und in vivo Metabolomik für unterschiedliche translationale präklinische und klinische Biomarkeranwendungen
  • Führende Expertise in der Statistik und Bioinformatik für die Identifizierung und Validierung von univariaten und multivariaten Markern im Zusammenhang mit relevanten Krankheitsmodellen oder Patientendaten

Metabolomik

Evotec verfügt über eine umfangreiche Expertise auf dem Gebiet der Metabolomik. Durch Einsatz modernster Methoden können funktionelle, metabolische Netzwerke zielgerichtet untersucht werden. Wichtige Einsatzgebiete sind die Medikamentenentwicklung, die Biotechnologie, sowie die Mikrobiologie.
Evotec bietet einzigartige in vitro, ex vivo und in vivo Anwendungen im Bereich der Metabolomik an, um wesentliche Fragen in der Biomarkerforschung bei Krebs, dem metabolischen Syndrom, Diabetes, sowie neurodegenerativen und kardiovaskuläre Erkrankungen zu untersuchen.

Zu den Einsatzgebieten der Metabolomik gehören:

  • Identifikation präklinischer Biomarker
  • Aufklärung von Krankheitsmechanismen und Validierung von Tiermodellen
  • Auffindung von Biomarkern für die Patientenstratifizierung sowie für die Beurteilung der klinischen Sicherheit und Wirksamkeit

Unser zielgerichteteter Metabolomikansatz ermöglicht die Analyse spezifischer Gruppen von Metaboliten, die mit bestimmten Stoffwechselwegen oder Wirkstoffklassen in Verbindung stehen. Im Rahmen unsere Untersuchungen profilieren wir unterschiedlichste Metaboliten wie   Lipide (Phospholipide, Lysophospholipide, Sphingolipide und neutrale Lipide), Endocannabinoide, Eicosanoide, Corticosteroide, Neurosteroide, Oxysterole, Nukleotide und freie Fettsäuren.
Aufgrund der hohen Sensitivität und Spezifität der verwendeten Methode (Selected Reaction Monitoring) ermöglicht unser Ansatz die präzise Quantifizierung von Metaboliten in unterschiedlichsten biologischen Probenmaterialien wie z. B. Körperflüssigkeiten, Zellen oder Gewebe. Die Nachweisgrenze liegt hierbei im ng/ml Bereich. Zudem bietet Evotec in vivo Analysen in Tiermodellen an bei denen Metaboliten mittels Mikrodialyse und XLC-MS/MS zeitabhängig bestimmt werden.

Statistische und Bioinformatik Analyse

Evotec verfügt über eine weltweit führende Erfahrung in der Analyse von Proteomik, Transkriptomik und anderen OMICs Daten zur Unterstützung von Wirkmechanismus-Studien, der Entdeckung von Biomarker-Kandidaten und der Identifizierung neuer Targets.

Unser Angebot umfasst:

  • Umfangreiche Qualitätskontrolle von experimentellen Daten durch Clustering und Hauptkomponentenanalyse, Methoden zur Erkennung von Ausreißern und fortschrittliche Normalisierungsmethoden
  • Biostatistische Analyse zur Identifizierung von regulierten Proteinen, Genen oder PTMs durch Anwendung statistischer Tests wie ANOVA, LIMMA, aber auch des intern entwickelten MeanRank-Tests
  • Funktionelle Analyse regulierter Signalwege, Proteinklassen und Proteinkomplexe. Dies beinhaltet die Identifizierung von regulierten Submodulen von Protein-Protein-Interaktionsnetzwerken mittels des intern entwickelten und veröffentlichten SubExtractor-Algorithmus
  • Pipeline für die Datenanalyse zur Identifizierung von multivariaten Biomarker-Signaturen mit modernen Methoden des maschinellen Lernens
  • Integrierte Software-Infrastruktur, die die Verarbeitung von Massenspektrometrie-Rohdaten, Qualitätskontrolle, statistische und bioinformatische Analysen, Datenvisualisierung und Datenspeicherung unterstützt

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