质谱蛋白质组学在微生物鉴定中的应用.pdf

旗开得胜

质谱蛋白质组学在微生物鉴定中的应用

微生物传统的鉴走方法是建立在微生物的形态学、生态学、细胞生理和生化以及基因的基

2080~90

础上的，自世纪年代以来，微生物鉴走系统不断发展,自动化程度不断提高,但也是建

立在传统的生理生化和基因基础上。无论是微生物鉴走的传统技术还是基于传统的生理生化和基因

基础上的自动化仪器技术，它们均需要经过培养繁殖、分离纯化等步骤，然后再根据表型和基因型

来进行鉴走，但是由于微生物群落及其生存环境的复杂性,目前自然界中只有极少部分微生物能够在

实验室中培养，这严重阻碍了对微生物验明身份即鉴走的研究,也严重阻碍了对微生物生命活动规律

的研究和微生物资源的开发。

虽然随着越来越多的致病微生物和模式微生物基因组全序列测走的丸成，基于基因组学的技术也

应用于微生物的鉴走系统，但要想通过基因序列，按传统的方法彻底研究海量数据的微生物基因的产

物仍非易事，从已经主成测序的一些微生物来看,有许多开放读码框架（ORF）无法确走其功能，人

们意识到有必要重新回到蛋白质的水平上来研究微生物,这就需要有一种高灵敏度高通呈的大规模蛋

白质研究手段，于是微生物蛋白质组研究应运而生。作为蛋白质组支柱技术的MALDI-TOF-MS得

到了极大的发展，尤其是为微生物鉴走研发的CLINPROTTM中的MALDIBioTyper系统一经推出,

就受到微生物鉴走和分类领域热烈的迎取，在这方面表现突出的当雇德国微生物菌种保藏中心

（DSMZ）0BioTyper除了被DSMZ用于微生物鉴走和分类的研究外,还被用于微生物种质的质

控以及不同微生物系统发生的研究。下面将这种崭新的快速、方便、经济的鉴走微生物菌株的新一代

技术作一概述。

基于质谱的蛋白质组学技术在微生物鉴走和分类中的应用概述

基于质谱的蛋白质组学技术MALDIBioTyper系统在微生物鉴走和分类的应用,可丸成三个方

面的工作：①对于一系列已知微生物，可获得MALDI-TOFMS数据库,即建立已知微生物的标准蛋

白质组指纹质谱数据库；②对于未知微生物，则制备未鉴走微生物样品，利用

读万卷书行万里路

旗开得胜

MALDI-TOFMS获得质谱娄,再采用提供的软件包，将获得的质谱娄与已知微生物的标准

蛋白质组旨纹质谱数据库进行比较，以鉴走具有相同或相似质谱数据的已知微生物,再建立未知微I

生物的标准蛋白质组指纹质谱数据库；③采用提供的软件包工具，可以利用已建立的已知和未知微生

物标准蛋白质组指纹质谱数据库用于临床、环境、工业未知样品的鉴走。这方面的工作是在质谱采集

谱图后，由BioTyper软件进行微生物如细菌、酵母、真菌等的鉴走、分类和去冗余。

BioTyper■分析软件整合了质谱操作功能和鉴走以及分类的功能，研究者可以自走义滤波

（Smoothing）处理参数、数据衰减或基线校正,所以所得结果是专业的峰列表。用于鉴走未知微

生物的模式匹配是通过比较所产生的峰的列表同含有种和亚种特征谱图信息的谱图库比较而获得。软

件自动产生耀列表并提取代表一个种群的一走数呈谱图的典型峰。未知微生物的鉴走是通过将它们独

特的峰列表和数据库比较而丸成的，由质谱测得的质量和强度相关性产生匹配分值，并用匹配分值来

1）MALDIBioTyper

给结果走级（见图。能够通过一个复杂的校正运算对谱耀质星偏差进行校正，

从而増加数据库有哪些信誉好的足球投注网站的可信度。在获得峰后，软件可以设走一个公认的起始误差窗口和一个期望的调

整结果，在调节范围内将一个新的峰列表校正为一个已知的峰列表，可鉴走偏离了5000ppm的质

谱图。对于系统树的去冗余、聚类和产生，BioTyper通过模式匹配计算库中所有主要谱图的相似

性，由于这些谱图各自具有独特的谱峰，所以可采用这个相似分值来构建系统树；根据主成分分析，