该方法不仅使检测致命的蓖麻毒蛋白变得更加容易和快捷,而且在国际上为法医蛋白质组学的法律基础发展做出了努力。法医蛋白质组学收集有关未知样品中所有蛋白质的信息,以从各种可能的选择中快速识别一种物质,同时还收集可用于其他分析的数据。
蓖麻毒素检测对法医蛋白质组学的贡献
O’Bryon是太平洋西北国家实验室(PNNL)团队的成员,致力于建立法医蛋白质组学作为法院的可靠证据。像O’Bryon这样的经过同行评审的出版物奠定了基础,表明蛋白质检测可以提供足够的证据来满足法律取证标准。
PNNL的化学和生物签名小组负责人克里斯汀·翁贝格(Kristin Omberg)说:“伊莎贝尔给我们留下了深刻的印象。” “她在基因组学方面拥有出色的背景,并且她对自己已经知道的新应用感到好奇,灵活而充满热情。”
O’Bryon随随便便地宣称“数据就是数据”,但是从基因组学信息学到蛋白质组学信息学的转变并不像看起来那样自然。 DNA具有四个化学碱基,因此只有四个变量构成单个基因组的各个部分。
相比之下,20个氨基酸结合起来可生成数百万种蛋白质,这意味着数千种潜在的结合。弄清各个氨基酸是如何结合在一起形成蛋白质的,这很复杂,要确定所有这些信息中的哪种组合最好地识别未知蛋白质样品。
更快,更有效的蓖麻毒素检测
为了解开这些复杂的组合,O'Bryon应用了一种称为频谱库的数据分析技术。该库可收集有关纯蛋白质样品中观察到的分子的基本信息,并允许分析人员快速将未知样品与经过验证的标准进行比较,而不是使用充满计算机生成信息的数据库。
光谱库未广泛用于识别蛋白质的原因之一是对假阳性的担忧。而且,使用纯净的致命蓖麻毒蛋白样品有许多障碍。由于蓖麻毒素有足够的毒性,以致于吸入微量可以杀死,因此该物质受到严格管制,必须小心处理。
生物医学科学家阿比盖尔·塔克(Abigail Tucker)和布鲁克·凯泽(Brooke Kaiser)使蓖麻毒蛋白变性,然后将它们分解成称为肽的较小构件,然后再使用质谱仪测量该肽。 在这些功能强大的仪器测量了所有肽及其修饰物之后,O’Bryon介入以理清数据。
生物医学科学家阿比盖尔·塔克(Abigail Tucker)和布鲁克·凯泽(Brooke Kaiser)使蓖麻毒蛋白变性,然后将它们分解成称为肽的较小构件,然后再使用质谱仪测量该肽。 在这些功能强大的仪器测量了所有肽及其修饰物之后,O’Bryon介入以理清数据。
真实样品的数据比计算机生成的数据更混乱,因此O'Bryon必须切掉嘈杂的数据,以查明与鉴定和组织最高质量光谱有关的光谱或分子信息,以防止假阳性。
为了测试图书馆的法医准确性,研究小组随后比较了数十种未经处理的蓖麻毒蛋白样品的光谱。在每种情况下,该库都能够正确识别蓖麻毒素以及数据库搜索,但是速度要快得多。
法医蛋白质组学和国家安全任务
尽管蓖麻毒素的功能构成了第一个毒素光谱库,但该团队记录了使其可重现的过程,以便可以将其应用于其他生物威胁物质,包括阿布林和肉毒杆菌神经毒素。
使用光谱库和其他法医蛋白质组学技术进行高效,全面的测试,意味着样品中的其他线索(例如制备方法)在鉴定过程中不一定会被破坏。因此,法医光谱库不仅是追踪如何产生危险毒素的关键步骤,而且是PNNL推进法医蛋白质组学工作不可或缺的一部分。
创建光谱库的工作由国土安全科学和技术局提供资金,罗伯特·科赫研究所(Robert-Koch Institute)提供了提纯的蓖麻毒蛋白样品标准品。全文可在《蛋白质组研究杂志》上找到。