科學家和醫務工作者們日以繼日的奮戰，新型高致病性冠狀病毒（COVID-19）攻堅戰將迎來曙光。與此同時，科學家們也在加強人類健康和食品安全預警監測技術探索，以提升應對健康風險和未來挑戰的認知，預防“病從口入”。基于高分辨Orbitrap技術的蛋白質組學在不同物種肉類鑒別中的應用，幫助從源頭保障食品安全，預防食源性疾病發生。

2月7日，國際ding級學術期刊《柳葉刀》刊登了評論文章《Game consumption and the 2019 novel coronavirus》（野味消費與2019-nCoV）。評論認為，要避免民間因“食藥同源”哲學癡迷吃野生動物而導致自然界中病毒感染人類，需要人們改變以往飲食安全觀念。至此，進一步印證新型冠狀病毒肺炎是“病從口入”而引發的疫病。

根據美國科普作家大衛·夸蒙估計，約60%新發和突發傳染病，均為動物源性的病毒性傳染病。人畜共患病，如SARS、禽流感以及裂谷熱等疫病來源于動物，并經由人際傳播而爆發。動物發生的非人畜共患病，如豬瘟、豬圓環病毒病、藍耳病等，雖不直接傳染給人類，但其繼發感染產生的有害物質也可以使人類引起食物中毒。大量被人畜共患病病原或非人畜共患病病原污染的動物源性食品，將直接或間接對人類健康造成危害。

圖1.病毒從動物到人類的傳播

然而，近年潛藏風險的食品安全問題卻日趨嚴重：貪吃“野味”，“僵尸肉”，“瘦肉精”，不法商販更以狐貍、水貂、老鼠等未經檢驗檢疫的動物肉制品制售假羊肉或網紅食品“烤香腸”，等等。防控疫情，要溯源疫情源頭，極ng準防控。預防疫病，更要從源頭把控，防止食源性疾病發生。

面對新發疫病的威脅

如何做到盡早發現？

基于蛋白組的食品組學為不同物種肉類鑒別提供新的思路，能夠對物種特異性生物標志物進行鑒定和定量，為確證物種的真實性、來源和含量提供有力技術平臺，幫助提升應對健康風險和未來挑戰的認知，從源頭預防疫病。

不同物種肉類鑒別分析策略

蛋白組學技術應用于肉類品種鑒別，主要策略為：通過Orbitrap高分辨質譜平臺鑒定蛋白質肽段，并將鑒定結果與數據庫進行比對，篩選出不同物種特征性專屬多肽。建立上述專屬多肽的質譜定性、定量分析方法，從而實現對肉類品種的鑒別。

圖2.靶向蛋白質組學方法用于不同物種肉類鑒別分析策略

生物信息學分析

通過靶向肽質量指紋分析（PMF）牛、馬、羊、豬的肌紅蛋白，肌球蛋白和血紅蛋白的蛋白質特征性肽。基于這些初步結果，利用生物信息學對四種哺乳動物的肌紅蛋白，肌球蛋白和血紅蛋白進行完整的序列分析，找到特異性蛋白質肽段，比如肌紅蛋白（MG）特異性蛋白質肽段位于氨基酸位置120和134之間。以這些特征性肽段作為母離子，MS²質譜分析特征性肽段的母離子/子離子信息。

圖3.靶向哺乳動物肌肉蛋白的生物信息學分析

高分辨質譜分析

由于Orbitrap技術超高分辨率和超高質量精度，可對復雜蛋白質組樣品的進行更全面的表征和更深入的探索。本實驗中Orbitrap質譜儀分別在MS1 140K 和MS2 17.5K（FWHM）(m/z 200) 質量分辨率條件下分析，靶向肌紅蛋白蛋白質特征性肽的質量精度為-0.67至1.34 ppm。經過計算機模擬，肌紅蛋白蛋白質特征性肽具有很高的豐度。

圖4.不同物種肉分析的TIC和XIC圖

圖5.肌紅蛋白蛋白質特征性肽子離子圖（120–134）

肉摻假實驗

以1％（w/w）摻假水平將生豬肉添加到生牛肉，羊肉和雞肉中，通過實驗比較PRM和DIA兩種策略，結果表明兩種策略都滿足不同物種肉類摻假鑒別分析，而DIA可實現對所有母離子的檢測，與PRM相比，DIA數據采集不受指定目標肽段的限制，可用于未知蛋白和大規模蛋白進一步的數據挖掘。

圖6.肌紅蛋白蛋白質特征性肽XIC圖（加入1%豬肉，藍色空白對照）

除肌紅蛋白外，靶向肌肉蛋白的計算機模擬序列分析還找到了myosin-1，myosin-2和β-血紅蛋白特征性肽生物標記物，分別是肌球蛋白1619–638，肌球蛋白2619–639和β-血紅蛋白肽40–58。計算機模擬生成b和y離子MS2 Venn圖，清晰地顯示可以用于區分物種的特征母離子/子離子對信息。

圖7. 靶向肌肉蛋白計算機模擬序列分析鑒定出來自肌紅蛋白，myosin-1，myosin-2和β-血紅蛋白的蛋白質特征性肽。黑色表示序列一致性≥60％；紅色和綠色表示用于區分不同物種的特征氨基酸。

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