基于质谱的蛋白质组学技术在微生物鉴定中的应用

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1、基于质谱的蛋白质组学技术在微生物鉴定中的应用ApplicationofProteomicsbasedonMassSpectruminthemicroorganismidentification/classification文/马庆伟程肖蕊博扬生命科技有限公司电话：010－82608397；E-mail：maqw1977@gmail.com微生物这类非常微小而又种类繁多的生物与我们的生活息息相关，近20年来，新的传染病不断出现，如传染性非典型肺炎（SARS）、艾滋病（HIV）、军团菌病、莱姆病（Lyme）、埃博拉出血热（Eb

2、ola）、拉沙热（Lassa）、O139型霍乱、致病性大肠杆菌O157:H7引起的出血性肠炎、肠弯曲菌肠炎、汉坦病毒、B组轮状病毒腹泻、疯牛病（克-雅氏病）、禽流感等等，这些新传染病的出现严重威胁人类的身体健康，给人类社会带来了难以估量的后果。同时，随着经济贸易的全球化，国际旅游业的飞速发展也加速了一些传染病的全球化进程，加快了新发传染病的传播速度，也使一些过去得到控制的传染病如结核、多抗药性的链球菌属感染等重新蔓延。当然，除过病原菌以外，腐败菌、有益菌及环境微生物等与我们的健康和生活亦密切相关，这种微生物的多样性为全球制

3、药产业、环境治理、食品工业以及生物技术的发展提供了丰富的资源储备，同时也对人类的健康构成极大的威胁，所以快速、准确鉴定微生物日益成为临床、环境和工业领域的迫切需要，各个国家从来都是不遗余力的在建立、健全菌种资源保存库的同时，积极研究开发快速、准确鉴定微生物身份的新技术和新方法，致力于建立健全微生物资源保存库和鉴定标准库，在临床上为传染病的快速筛查、检测、分离、鉴定、追踪、预警、治疗和预后具有重要意义。目前，尽管微生物鉴定系统实现了鉴定过程的规范化和程序化，将微生物对底物的生化类型与已建立数据库类型相比较来鉴定微生物，但其反

4、应准确性受接种物浓度、孵育条件和试验解释等的影响。自20世纪80～90年代以来，微生物鉴定系统不断发展，自动化程度不断提高，尤其是基于质谱技术的蛋白质组技术和代谢组技术在微生物研究领域的介入，使得微生物鉴定达到了快速、准确、大规模、高通量的水平。一、微生物鉴定系统方法的发展（一）微生物鉴定的传统方法微生物传统的鉴定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础上的，主要包括以下几类：1.生化方法该法检测微生物实际上是测定微生物特异性酶。由于各种微生物所具有的酶系统不完全相同，对许多物质的分解能力亦不一致。

5、因此可利用不同底物产生的不同代谢产物来间接检测该微生物内酶的有无，从而达到检测特定微生物的目的。2.免疫学技术免疫学技术是利用特异性抗原抗体反应，观察和研究组织细胞、特定抗原(抗体)的定性和定量技术。各种形式的免疫分析方法如放射免疫分析(RIA)、酶联免疫分析(EIA)、间接酶联免疫吸附(ELISA)、荧光免疫分析(FIA)、生物发光免疫分析(BIA)、化学发光免疫分析(CIA)等，直接检测微生物或通过间接检测微生物的成份及微生物代谢产物(如毒素)检出微生物。各大文献数据库提供的数据显示，几乎建立了所有病原体的血清学检测方

6、法，表明该方法也成为了一种实验室常用的成熟的检测技术。3.分子生物学及分子遗传学方法分子生物学及分子遗传学学科的发展，使人们对微生物的认识逐渐从外部结构特征转向内部基因结构特征，微生物的检测也相应的从生化、免疫方法转向基因水平的检测。主要有核酸的碱基组成如DNA中G+Cmol%含量测定等，核酸的分子杂交如DNA-DNA/rRNA杂交分析、核酸分子探针杂交等，限制性酶切片段长度多态性分析（RFLP），电泳核型（EK）分析，随机扩增多态性DNA（RAPD）分析，rDNA序列分析，多位点酶电泳（mutilocusenzymeel

7、ectrophoresis,MEE），16srDNA、18SrDNA、26SrDNAD1/D2测序鉴定分析等，分子生物学与免疫学相结合的方法则有免疫PCR和PCR-ELISA等。4.生物传感器生物传感器是将新兴的传感器技术和分子诊断技术相结合而成的一种新技术。由于生物传感器检测准确、操作简便等特点，近年来已经在许多领域取得了很大的进展，在生物分子相互作用、药物筛选、临床诊断、食物检测等领域获得了广泛的应用。其中临床中用于病原体检测的以DNA生物传感器最为常见。5.色谱技术色谱技术是以化学分析手段为基础的研究微生物的方法，主

8、要用于细菌的的化学分类。（二）微生物鉴定自动化仪器的应用目前，用于微生物鉴定系统的自动化仪器一般可以分为两大类，一类是根据表型（主要指新陈代谢途径）来鉴定，另一大类是根据基因来鉴定（现在比较流行的是根据16sRNA的基因来分类鉴定）。根据表型鉴定原理来提供微生物鉴定系统的公司主要有比较著名的法国梅里埃，