Speziallabor Molekularbiologische Techniken

Der Bildung eines Langzeitgedächtnisses liegen nach derzeitiger Vorstellung strukturelle und funktionelle Umorganisationsprozesse neuraler Netzwerke des Gehirns zugrunde, die mit plastischen Änderungen der Proteinzusammensetzung – des sogenannten Proteoms – von Nervenzellen und ihren synaptischen Kontakten einhergehen. Die Menge eines Proteins in einer Synapse kann sowohl von dessen Synthese- und Abbauraten abhängen als auch von Wechselwirkungen mit anderen Proteinen. Diese wiederum können durch posttranslationale Modifikationen wie Protein-Phosphorylierung und Glykosylierung reguliert werden.

Ziel unserer Forschung ist die Aufklärung von Neurotransmissionssystemen, intrazellulären Signalwegen und Proteinkomponenten, die auf molekularer und zellulärer Ebene die Grundlagen für langanhaltende plastische Veränderungen bilden können.

  • Leiter

    Leiter

    Karl-Heinz Smalla studierte an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg Physik und erlangte dort 1983 die Promotion in Physikalischer Chemie. Mit seinem Wechsel an das Institut für Neurobiologie und Hirnforschung in Magdeburg wandte er sich der Proteinbiochemie und Glykobiologie synaptischer Proteine zu. Diese Arbeiten wurden dort und zwischenzeitlich auch an verschiedenen neurobiologisch orientierten Instituten der Otto-von-Guericke Universität in Magdeburg weitergeführt, seit 2001 ist er am LIN tätig. Der Schwerpunkt seiner Arbeiten liegt vor allem im Bereich der Erforschung des Synapsen-Proteoms und dessen Dynamik bei Neuroplastizität. Derzeit leitet er das Speziallabor Molekularbiologische Techniken.
     

  • Mitglieder

    Mitglieder

    Leiter  
    Dr. Karl-Heinz Smalla+49-391-6263-94291smalla@lin-magdeburg.de
    Wissenschaftliche Mitarbeiter  
    Dr. Carolina Montenegro+49-391-6263-93341carolina.montenegro@lin-magdeburg.de
    Dr. Wolfgang Tischmeyer+49-391-6263-94291wolfgang.tischmeyer@lin-magdeburg.de
    Technische Mitarbeiterin  
    Kathrin Pohlmann+49-391-6263-94341kathrin.pohlmann@lin-magdeburg.de
    Gäste  
    Dr. Patricio Orrego Lillo  
    Keisuke Yamashita  
    Alexander Engler  
    Studierende  
    Marie Briza  
    Hans Georg Kesseler   
    Theresa Meilfes          
    Kayatthri Thirukketeeswaran  

     

  • Projekte

    Projekte

    Die Schwerpunkte unserer gegenwärtigen Arbeiten werden durch folgende Fragen bestimmt:

    • Welche Neurotransmitter sind maßgeblich beteiligt beim Diskriminierungslernen und der Ausbildung des Langzeitgedächtnisses?
    • Welche synaptischen Proteine sind von besonderer Bedeutung für Lernplastizität und Gedächtnisbildung?
    • Welche synaptischen Proteine stehen im Zusammenhang mit neuropsychiatrischen Erkrankungen?
    • Inwiefern hat die Proteinglykosylierung einen Einfluß auf die Ausbildung des Langzeitgedächtnisses?
    • Welche Rolle spielen das neuronale Zelladhäsionsmolekül Neuroplastin und seine unmittelbaren Interaktionspartner bei synaptischer Plastizität?
  • Laufende Drittmittelprojekte

    Laufende Drittmittelprojekte

    2008-2019
    SFB 779 "Neurobiologie motivierten Verhaltens" (DFG)
    "Mechanismen synaptischer Plastizität bei Kortex-abhängigen Lernprozessen"
    DC Dieterich, ED Gundelfinger & W Tischmeyer
    www.sfb779.de
     

    2017-2019
    Wissenschaftlich-Technologische Zusammenarbeit (WTZ) mit Chile (BMBF)
    "Präsynaptische Funktionen von Neuroplastin - Implikationen für Endo- und Exocytose und den Exocyst-Komplex"
    KH Smalla, ED Gundelfinger, CI Seidenbecher & D Montag
     

    2016 - 2019
    LIN Special Project  
    "Hippocampus-dependent versus striatum-dependent spatial learning - in latent toxoplasmosis – a cross-species investigation"

  • Publikationen

    Publikationen

    2019

    Gómez-Molina C, Sandoval M, Henzi R, Ramírez JP, Varas-Godoy M, Luarte A, Lafourcade CA, Lopez-Verrilli A, Smalla K-H, Kaehne T, Wyneken U. 2019. Small extracellular vesicles in rat serum contain astrocyte-derived protein biomarkers of repetitive stress. International Journal of Neuropsychopharmacology. 22(3):232-246. https://doi.org/10.1093/ijnp/pyy098

     

    2018

    Annamneedi A, Caliskan G, Müller S, Montag D, Budinger E, Angenstein F, Fejtova A, Tischmeyer W, Gundelfinger ED, Stork O. 2018. Ablation of the presynaptic organizer Bassoon in excitatory neurons retards dentate gyrus maturation and enhances learning performance. Brain Structure and Function. 223(7):3423-3445. Available from: 10.1007/s00429-018-1692-3

    Lang D, Schott BH, van Ham M, Morton L, Kulikovskaja L, Herrera-Molina R, Pielot R, Klawonn F, Montag D, Jänsch L, Gundelfinger ED, Smalla KH, Dunay IR. 2018. Chronic Toxoplasma infection is associated with distinct alterations in the synaptic protein composition. Journal of Neuroinflammation. 15(1). Available from: 10.1186/s12974-018-1242-1

     

    2017

    Korthals M, Langnaese K, Smalla KH, Kähne T, Herrera-Molina R, Handschuh J, Lehmann AC, Mamula D, Naumann M, Seidenbecher C, Zuschratter W, Tedford K, Gundelfinger ED, Montag D, Fischer KD, Thomas U. 2017. A complex of Neuroplastin and Plasma Membrane Ca2+ ATPase controls T cell activation. Scientific Reports. 7(1). Available from: 10.1038/s41598-017-08519-4

    Herrera-Molina R, Mlinac-Jerkovic K, Ilic K, Stöber F, Vemula SK, Sandoval M, Milosevic NJ, Simic G, Smalla KH, Goldschmidt J, Bognar SK, Montag D. 2017. Neuroplastin deletion in glutamatergic neurons impairs selective brain functions and calcium regulation: Implication for cognitive deterioration. Scientific Reports. 7(1). Available from: 10.1038/s41598-017-07839-9

    Helbing C, Tischmeyer W, Angenstein F. 2017. Late effect of dopamine D1/5 receptor activation on stimulus-induced BOLD responses in the hippocampus and its target regions depends on the history of previous stimulations. NeuroImage. 152:119-129. Available from: 10.1016/j.neuroimage.2017.02.077

    Bhattacharya S, Herrera-Molina R, Sabanov V, Ahmed T, Iscru E, Stöber F, Richter K, Fischer KD, Angenstein F, Goldschmidt J, Beesley PW, Balschun D, Smalla KH, Gundelfinger ED, Montag D. 2017. Genetically induced retrograde amnesia of associative memories after neuroplastin ablation. Biological Psychiatry. 81(2):124-135. Available from: 10.1016/j.biopsych.2016.03.2107

    Fernández-Orth J, Ehling P, Ruck T, Pankratz S, Hofmann MS, Landgraf P, Dieterich DC, Smalla KH, Kähne T, Seebohm G, Budde T, Wiendl H, Bittner S, Meuth SG. 2017. 14-3-3 Proteins regulate K2P5.1 surface expression on T lymphocytes. Traffic. 18(1):29-43. Available from: 10.1111/tra.12455

    Leutritz T, Hilfert L, Busse U, Smalla KH, Speck O, Zhong K. 2017. Contribution of iron and protein contents from rat brain subcellular fractions to MR phase imaging. Magnetic Resonance in Medicine. 77(5):2028-2039. Available from: 10.1002/mrm.26288

     

    2016

    Kolodziej A, Smalla KH, Richter S, Engler A, Pielot R, Dieterich DC, Tischmeyer W, Naumann M, Kähne T. 2016. High resolution quantitative synaptic proteome profiling of mouse brain regions after auditory discrimination learning. Journal of Visualized Experiments. 2016(118). Available from: 10.3791/54992

    Kähne T, Richter S, Kolodziej A, Smalla KH, Pielot R, Engler A, Ohl FW, Dieterich DC, Seidenbecher C, Tischmeyer W, Naumann M, Gundelfinger ED. 2016. Proteome rearrangements after auditory learning: high-resolution profiling of synapse-enriched protein fractions from mouse brain. Journal of Neurochemistry. 124-138. Available from: 10.1111/jnc.13636

     

    2015

    Reichenbach N, Herrmann U, Kähne T, Schicknick H, Pielot R, Naumann M, Dieterich DC, Gundelfinger ED, Smalla KH, Tischmeyer W. 2015. Differential effects of dopamine signalling on long-term memory formation and consolidation in rodent brain. Proteome Science. 13(1). Available from: 10.1186/s12953-015-0069-2

     

    2014

    Beesley PW, Herrera-Molina R, Smalla KH, Seidenbecher C. 2014. The Neuroplastin adhesion molecules: key regulators of neuronal plasticity and synaptic function. Journal of Neurochemistry. 131(3):268-283. Available from: 10.1111/jnc.12816

    Herrera Molina R, Sarto-Jackson I, Montenegro-Venegas C, Heine M, Smalla KH, Seidenbecher CI, Beesley PW, Gundelfinger ED, Montag D. 2014. Structure of excitatory synapses and GABA<inf>a</inf> receptor localization at inhibitory synapses are regulated by neuroplastin-65. Journal of Biological Chemistry. 289(13):8973-8988. Available from: 10.1074/jbc.M113.514992

    Seidensticker M, Ulrich G, Muehlberg FL, Pethe A, Grosser OS, Steffen IG, Stiebler M, Goldschmidt J, Smalla KH, Seidensticker R, Ricke J, Amthauer H, Mohnike K. 2014. Tumor cell uptake of 99mTc-Labeled 1-Thio-β-d-glucose and 5-thio-d-glucose in comparison with 2-deoxy-2-[18 f]fluoro-d-glucose in vitro: Kinetics, dependencies, blockage and cell compartment of accumulation. Molecular Imaging and Biology. 16(2):189-198. Available from: 10.1007/s11307-013-0690-3

     

    2013

    Kemp A, Tischmeyer W, Manahan-Vaughan D. 2013. Learning-facilitated long-term depression requires activation of the immediate early gene, c-fos, and is transcription dependent. Behavioural Brain Research. 254:83-91. Available from: 10.1016/j.bbr.2013.04.036

    Li L, Sase A, Patil S, Sunyer B, Höger H, Smalla KH, Stork O, Lubec G. 2013. Distinct Set Of Kinases Induced After Retrieval of Spatial Memory Discriminate Memory Modulation Processes in the Mouse Hippocampus. Hippocampus. 23(8):672-683. Available from: 10.1002/hipo.22127

    Sandoval M, Luarte A, Herrera-Molina R, Varas-Godoy M, Santibáñez M, Rubio FJ, Smit AB, Gundelfinger ED, Li KW, Smalla KH, Wyneken U. 2013. The glycolytic enzyme aldolase C is up-regulated in rat forebrain microsomes and in the cerebrospinal fluid after repetitive fluoxetine treatment. Brain Research. 1520:1-14. Available from: 10.1016/j.brainres.2013.04.049

    Leutritz T, Hilfert L, Smalla KH, Speck O, Zhong K. 2013. Accurate quantification of water-macromolecule exchange induced frequency shift: Effects of reference substance. Magnetic Resonance in Medicine. 69(1):263-268. Available from: 10.1002/mrm.24223

    Smalla KH, Klemmer P, Wyneken U. 2013. Isolation of the postsynaptic density: A specialization of the subsynaptic cytoskeleton. In Neuromethods. pp. 265-280. (Neuromethods). Available from: 10.1007/978-1-62703-266-7-11

     

    2012

    Bernstein HG, Smalla KH, Dürrschmidt D, Keilhoff G, Dobrowolny H, Steiner J, Schmitt A, Kreutz MR, Bogerts B. 2012. Increased density of prohibitin-immunoreactive oligodendrocytes in the dorsolateral prefrontal white matter of subjects with schizophrenia suggests extraneuronal roles for the protein in the disease. NeuroMolecular Medicine. 14(4):270-280. Available from: 10.1007/s12017-012-8185-y

    Mlinac K, Jovanov Milošević N, Heffer M, Smalla KH, Schnaar RL, Kalanj Bognar S. 2012. Neuroplastin expression in the hippocampus of mice lacking complex gangliosides. Journal of Molecular Neuroscience. 48(1):161-166. Available from: 10.1007/s12031-012-9801-x

    Hodas JJL, Nehring A, Höche N, Sweredoski MJ, Pielot R, Hess S, Tirrell DA, Dieterich DC, Schuman EM. 2012. Dopaminergic modulation of the hippocampal neuropil proteome identified by bioorthogonal noncanonical amino acid tagging (BONCAT). Proteomics. 12(15-16):2464-2476. Available from: 10.1002/pmic.201200112

    Kähne T, Kolodziej A, Smalla KH, Eisenschmidt E, Haus UU, Weismantel R, Kropf S, Wetzel W, Ohl FW, Tischmeyer W, Naumann M, Gundelfinger ED. 2012. Synaptic proteome changes in mouse brain regions upon auditory discrimination learning. Proteomics. 12(15-16):2433-2444. Available from: 10.1002/pmic.201100669

    Schmeisser MJ, Ey E, Wegener S, Bockmann J, Stempel AV, Kuebler A, Janssen AL, Udvardi PT, Shiban E, Spilker C, Balschun D, Skryabin BV, Dieck ST, Smalla KH, Montag D, Leblond CS, Faure P, Torquet N, Le Sourd AM, Toro R, Grabrucker AM, Shoichet SA, Schmitz D, Kreutz MR, Bourgeron T, Gundelfinger ED, Boeckers TM. 2012. Autistic-like behaviours and hyperactivity in mice lacking ProSAP1/Shank2. Nature. 486(7402):256-260. Available from: 10.1038/nature11015

    Sarto-Jackson I, Milenkovic I, Smalla KH, Gundelfinger ED, Kaehne T, Herrera-Molina R, Thomas S, Kiebler MA, Sieghart W. 2012. The cell adhesion molecule neuroplastin-65 is a novel interaction partner of γ-aminobutyric acid type A receptors. Journal of Biological Chemistry. 287(17):14201-14214. Available from: 10.1074/jbc.M111.293175

    Schicknick H, Reichenbach N, Smalla KH, Scheich H, Gundelfinger ED, Tischmeyer W. 2012. Dopamine modulates memory consolidation of discrimination learning in the auditory cortex. European Journal of Neuroscience. 35(5):763-774. Available from: 10.1111/j.1460-9568.2012.07994.x

    Pielot R, Smalla KH, Müller A, Landgraf P, Lehmann AC, Eisenschmidt E, Haus UU, Weismantel R, Gundelfinger ED, Dieterich DC. 2012. Synprot: A database for proteins of detergent-resistant synaptic protein preparations. Frontiers in Synaptic Neuroscience. (JUN). Available from: 10.3389/fnsyn.2012.00001

     

    2011

    Sandoval R, González A, Caviedes A, Pancetti F, Smalla KH, Kaehne T, Michea L, Gundelfinger ED, Wyneken U. 2011. Homeostatic NMDA receptor down-regulation via brain derived neurotrophic factor and nitric oxide-dependent signalling in cortical but not in hippocampal neurons. Journal of Neurochemistry. 118(5):760-772. Available from: 10.1111/j.1471-4159.2011.07365.x

    Scheich H, Brechmann A, Brosch M, Budinger E, Ohl FW, Selezneva E, Stark H, Tischmeyer W, Wetzel W. 2011. Behavioral semantics of learning and crossmodal processing in auditory cortex: The semantic processor concept. Hearing Research. 271(1-2):3-15. Available from: 10.1016/j.heares.2010.10.006

    Smalla KH, Wyneken U. 2011. Two-dimensional gel electrophoresis-based proteomic analysis of brain synapses. In Neuromethods. pp. 95-113. (Neuromethods). Available from: 10.1007/978-1-61779-111-6_8

     

    2010

    Goswami C, Rademacher N, Smalla KH, Kalscheuer V, Ropers HH, Gundelfinger ED, Hucho T. 2010. TRPV1 acts as a synaptic protein and regulates vesicle recycling. Journal of Cell Science. 123(12):2045-2057. Available from: 10.1242/jcs.065144

    Dürrschmidt D, Smalla KH, Kreutz MR, Dobrowolny H, Steiner J, Keilhoff G, Bogerts B, Bernstein HG. 2010. Increased oligodendroglial expression of the cell proliferation?controlling protein prohibitin in schizophrenia. A hint for cell cycle abnormalities?. Acta Clinica Croatica. 49(SUPPL. 2):39-41.

  • Lehre & Praktika

    Lehre & Praktika

    Wir sind aktiv in die Ausbildung der Studierenden vom Masterstudiengang "Integrative Neuroscience" eingebunden. Mitglieder unserer Gruppe unterrichten im Kurs "Neural Signalling" und wir bieten Praktika zu den Themen "Protein-Protein-Interaktionsstudien" und "Synaptoproteomics"

     

    Mit Unterstützung der Neurowissenschaftlichen Gesellschaft haben wir bereits mehrfach einen einwöchigen Kurs "SynaptoProteomics" mit internationaler Beteiligung angeboten.

     

    Desweiteren gibt es für Studierende auswärtiger Universitäten die Möglichkeiten für:

    • Praxissemester
    • Laboraufenthalte für Arbeiten mit dem Ziel, eine Bachelor- oder Masterarbeit zu erstellen
    • Aufenthalte im Rahmen des Erasmus-Austauschprogramms oder des DAAD

     

    Ebenso versuchen wir, Schülerpraktika zu ermöglichen.

     

  • Methoden

    Methoden

    Proteinbiochemische Standardverfahren
    (z.B. Gewebefraktionierungen, Proteinfällung, Proteinbestimmungen)


    Herstellung und Reinigung rekombinanter Proteine
    (in Bakterien oder in eukaryontischen Zelllinien)


    Proteinbiochemische Trennverfahren

    • Subzelluläre Fraktionierungen (Membranfraktionen, Synapsenfraktionen, Postsynaptische Dichten, Zellkerne)
    • Elektrophoretische Trennverfahren (SDS-Gelelektrophorese, Isoelektrische Fokussierung, Blue Native Elektrophorese, Zweidimensionale Gelelektrophoresen)
    • Chromatografische Trennverfahren (HPLC, ÄKTA): Gelfiltration, Ionenaustausch-Chromatografie, Umkehrphasen-Chromatografie, Affinitätschromatografie
    • Pull Down



    Immunchemische Verfahren

    • Immunoblotting
    • Immunpräzipitation  
    • ELISA
Diese Seite teilen: