Биологические
науки/5. Молекулярная биология
Д.б.н.
Телесманич Н.Р., Чайка С.О., Потешкина М.А.
ФГБОУ
ВО Ростовский государственный медицинский университет Минздрава России, кафедра
общей и клинической биохимии №1, Ростов-на-Дону, Россия
ПРОТЕОМНЫЙ АНАЛИЗ ТАКСОНСПЕЦИФИЧЕСКИХ
ПРИЗНАКОВ КЛЕТОК V. ALBENSIS
Ключевые слова:
масс-спектрометрия, MSP-peak-list, биотипирование, протеомные
маркеры, MALDI-TOF, V. albensis
Актуальность и научная новизна.
В последнее время большой интерес представляет детальное изучение графиков
масс-спектров. Годами ранее казалось, в них нет ничего интересного. Однако из
литературных данных следует, что в белковых профилях масс-спектров можно
увидеть внутривидовые и межвидовые характеристики [1,2,3,4]. Заранее зная,
какой белок (пик) отвечает за определенную характеристику вида или штамма можно
произвести сравнение между близкородственным микроорганизмом и получить ответ о наличии свойств последнего. Данный протеомный анализ стал возможен
благодаря созданию персональных баз данных, в которых заложены характеристики
внесенных микроорганизмов. Это позволило выявить и определить мажорные белки [1,2,3,4].
Коммерческая база данных, в которую входит 5000 микроорганизмов не содержит
сведений о характеристиках штаммов, тем не менее имеется возможность получить
их графический и числовой спектр.
Научная
гипотеза заключается в том, что возможно произвести
протеомное сравнение близкородственных видов в компьютерном формате между
масс-спектрами из базы данных с известными характеристиками и штаммом из
коммерческой базы данных.
Для сравнения был взят
электронный масс-спектр коммерческой базы данных Vibrio albensis
и охарактеризованные электронные паспорта близкородственного ему вида V.cholerae
[5]
Целью
нашего исследования было охарактеризовать спектр V. albensis
посредством компьютерного анализа.
Методика
исследования Масс-спектр, состоящий из пиков разной
интенсивности, является графическим отображением масс-пик-листа (MSP Peak List), который представляет собой
таблицу молекулярных масс, полученных профилей каждого штамма, что позволяет
характеризовать и идентифицировать группы белков, характеризующих таксон
специфическую принадлежность виртуального формата MALDY-TOF. Масс-пик-листы сравнивались между
собой, выявлялись мажорные пики (белки), различия и сходства. На основе этого
получали характеристику микроорганизма.
Результаты
исследования V.
albensis - биолюминесцирующая
(фосфоресцирующая) бактерия. В соответствии с современной таксономией (Bergeys, 2003) - V. albensis
относится к V.
cholerae биовар albensis.
V.
albensis является мало
изученным вибрионом. На основании идентичности фенотипических и генотипических
характеристик V. albensis
и холерных вибрионов не О1/не О139, его считают представителем последних
[5]. Впервые был выделен P. Dunbar в
1898 из воды р. Эльбы. Однако, З.В. Ермольева в 1925 г сообщала о выделении V. albensis
от больных с диареей разной тяжести. Биолюминесценция V. albensis
является основным дифференциально-диагностическим признаком, отличающим его от
других вибрионов.
Степень гомологии ДНК V. albensis и
штаммов V.
cholerae по данным H.S. Haola (1985) составляет 70%; по данным
Гальцевой – 82%. [5]
Как видно, генетическая
и таксономическая схожесть V.
albensis и V. cholerae
не О1/не О139 не позволяет четко оппозиционировать эту группу вибрионов.
Нами показано, что не
отличаясь по бактериологическим признакам от представителей V. cholerae протеом
спектра демонстрирует существенные отличия: общее количество молекулярных масс,
масс-зарядов (m/z) клетки существенно меньше, чем у
других представителей вида – 35 белковых пиков, в отличие от типичных
индивидов, у которых спектр представлен от 55 до 70 - пиков комплексов белков.
Один 100% пик V. albensis
отличается от всех представителей и имеет Мм (m/z) 5000 Да, а у V. cholerae
не О1/не О139 – 4.300. V.
cholerae
eltor
имеют
2 мажорных пика (100% с m/z – 7, 160 Да и 5.123 Да, а V. cholerae classica
– 4 мажорных пика, два их которых 100% - 7.163 и 3.203 Да, а также 5125 и 4.748
(70 и 60% интенсивности соответственно).
Однако, масс-спектрометрическая
ориентировка общего профиля на вид V.
cholerae
обусловлена
пятью основными комплексами белков – 4000 Да; 4200 да; 5000 Да; 6000 Да; 7000
Да.
Выводы
Анализ
в формате MALDY-TOF референс штамма V. albensis 4МG4406 THAM показал, что, протеом спектра демонстрирует существенные
отличия, при том, что не отличается по таксономическим признакам от
представителей V.
cholerae.
Список
литературы:
1.
Бочарова Ю.А., Чеботарь И.В., Маянский Н.А.
Возможности, проблемы и перспективы масс-спектрометрических технологий в
медицинской микробиологии (обзор литературы). Клиническая лабораторная
диагностика. 2016 -Т.61. №4.: 249-256
2.
Гапон М.Н., Телесманич Н.Р.,
Терновская Л.Н., Чайка С.О., Чайка И.А., Микашинович З.И.,
Твердохлебова Т.И. Времяпролетная масс-спектрометрическая внутривидовая
диагностика штаммов эшерихий, выделенных от человека. Клиническая лабораторная
диагностика. 2016- Т.61. №6. :371-374
3.
Миронова Л.В., Басов Е.А.,
Афанасьев М.В., Хунхеева Ж.Ю. MALDI-TOF
масс-спектрометрический анализ с молекулярно-генетической идентификацией Vibrio spp. в системе
мониторинга вибриофлоры поверхностных водоемов. Эпидемиология и инфекционные
болезни. Медицина: 2014 -Т.19.
№6.: 27-36
4.
Телесманич
Н.Р., Гончаренко Е.В., Чайка С.О., Чайка И.А., Теличева В.О. Возможности применения MALDI-TOF масс-спекрометрии для изучения
углевод - специфических рецепторов диагностического бактериофага эльтор. Журнал
микробиологии эпидемиологии и иммунобиологии. 2016; №2: 85-90
5.
Телесманич Н.Р., Чайка С.О.,
Чайка И.А., Гончаренко Е.В., Ломов Ю.М. Масс-спектрометрический анализ MALDI-TOF в
идентификации и типировании штаммов холерных вибрионов. Клиническая
лабораторная диагностика. 2016 -Т.61.
№6.: 375-379