Состав: Как нас обманывают производители продуктов питания

Для начала скажем несколько слов об основных принципах, лежащих в основе «омик». Все организмы на нашей планете являются продуктом своей последовательности ДНК. Химические «кирпичики» ДНК называются нуклеотидами, а последовательность, в которой они располагаются, называется генетическим кодом. Геномика изучает структуру, функции и эволюцию этих последовательностей. Участки генетического кода – гены – содержат в себе схемы строения белков. Белки состоят из цепочек аминокислот и отличаются друг от друга главным образом последовательностью аминокислот в цепочках, их размером и формой. Как правило, белки ассоциируются у нас со строительным материалом, из которого состоят мышцы, однако помимо этого они являются катализатором метаболических реакций (ферментами), участвуют в репликации ДНК и переносят молекулы из одного места в другое (к примеру, гемоглобин – это белок крови, который переносит молекулы кислорода). Кроме того, белки служат чувствительными датчиками, отвечающими за восприятие разнообразных стимулов снаружи и изнутри нашего тела (так, гормональные рецепторы на поверхности клеток являются белками). Изучением структуры и функций белков занимается протеомика. И наконец, последний инструмент в наборе криминалиста, специализирующегося на пресечении пищевого мошенничества, – метаболомика. Как уже было сказано, геномика и протеомика основаны на анализе ДНК и белков соответственно. Метаболомика же занимается всеми остальными процессами, которые происходят в клетке. Возьмем, к примеру, токсикологический анализ. Моча, содержащая отходы клеточного метаболизма, может показать, какие изменения токсин вызвал в человеческом теле. Этот подход отличается от изолированного изучения органов с целью определения действия токсина. Мы очень скоро вернемся к метаболомике и геномике, но для того, чтобы убедиться в подлинности нашего меда манука, нам в первую очередь пригодится протеомика.

Потенциал протеомики

Мы уже упоминали, что состав устойчивых изотопов углерода в белках, входящих в состав меда, можно использовать для выявления примеси HFCS. Но белки – это не только состав устойчивых изотопов. В действительности протеомика является одной из передовых технологий в борьбе с пищевым мошенничеством. Последовательность аминокислот в белках может быть видоспецифической, а потому ее можно использовать для определения, к какому виду относится тот или иной неопознанный белок. Итак, почему же мы используем белки, а не ДНК для того, чтобы выяснить происхождение продукта? Во-первых, оборудование для анализа белков гораздо проще, тогда как ДНК-секвенсор далеко не всегда входит в стандартное оснащение аналитической лаборатории (впрочем, все меняется, и со временем анализ ДНК станет дешевле). Во-вторых, протеомика имеет фору при определении происхождения животных и растительных продуктов с высокой степенью переработки.

Протеомика как научный раздел биохимии существует уже более 20 лет. Метод протеомного анализа предполагает обработку неизвестного белка или смеси белков специальным ферментом под названием трипсин, который расщепляет белки на множество более мелких фрагментов, которые называются пептидами. Трипсин распознает определенные последовательности аминокислот и каждый раз расщепляет белок именно в этом месте, так что этот процесс предсказуем и воспроизводим. Получившаяся смесь фрагментов белков подвергается сепарации при помощи HPLC и дальнейшему анализу в масс-спектрометре, который распознает последовательности аминокислот в получившихся пептидах. Масс-спектрометр может очень точно определять вес отдельных пептидов, подвергать их дальнейшему расщеплению и замерять количество фрагментов каждого типа и порядок расположения в них аминокислот. Измеряя вес (молекулярную массу) и количество (концентрацию) каждого пептида, мы можем получить отпечатки высокой диагностической ценности. Их можно сравнивать с информацией, которая содержится в базах данных по последовательностям пептидов в известных белках из предыдущих образцов продукта. Таким образом, оценка происхождения продукта может достигать высокой степени точности. Позднее мы увидим, что этот подход особенно эффективен при определении фальсификации мяса, но как же он поможет нам удостовериться в подлинности происхождения нашего меда?