Kości są potencjalnie najlepszymi wskaźnikami wieku w badaniach stratygraficznych, ponieważ są ściśle związane z warstwą, w której zostały znalezione. Kolagen jest najbardziej odpowiednią frakcją i jest materiałem zwykle stosowanym w datowaniu radiowęglowym. Zanieczyszczenia kości mogą silnie zmieniać wartości frakcji izotopowej węgla w próbkach. próbek, więc chemiczna obróbka wstępna do datowania (14)C za pomocą akceleratorowej spektrometrii mas (AMS) akceleratorową (AMS) jest niezbędna. Najbardziej rozpowszechniona metoda ekstrakcji kolagenu kolagenu opiera się na procedurze Longina, która polega na demineralizacji HCl w celu rozpuszczenia fazy nieorganicznej próbek, a następnie rozpuszczeniu kolagenu w słabym roztworze kwasu. W niniejszej pracy przeanalizowano skutków ubocznych tej procedury na współczesną kość; wyekstrahowany kolagen został przeanalizowany za pomocą spektroskopii ATR-IR. Alternatywna procedura, oparta na użyciu HF zamiast HCl, aby zminimalizować niepożądaną degradację frakcji organicznej. organicznej. Badanie za pomocą analizy spektroskopowej ATR-IR kolagenu zebranego po różnych czasach demineralizacji i przy różnych objętościach kwasu oraz badanie próbki archeologicznej. próbki archeologicznej. --- Zakres analizy stabilnych izotopów specyficznych dla związków został niedawno zwiększył się wraz z opracowaniem LC IsoLink, który łączy wysokosprawną chromatografię cieczową (HPLC) i spektrometrię masową izotopów (IRMS), aby zapewnić LC/IRMS online. Umożliwia to pomiar izotopowy związków nielotnych, które wcześniej nie nadawały się do analizy specyficznej dla związku lub wymagające znacznych modyfikacji dla chromatografii gazowej/spalania/spektrometrii masowej (GC/C/IRMS), co skutkuje zmniejszoną precyzją. Aminokwasy są przykładem takich związków. Przedstawiamy nową metodę chromatograficzną do separacji HPLC niedowartościowanych aminokwasów przy użyciu kwaśnej, wodnej fazy ruchomej fazę ruchomą w połączeniu z fazą stacjonarną o mieszanym trybie, która może być z LC IsoLink do analizy delta13C specyficznej dla związku. Metoda Metoda wykorzystuje kolumnę Primesep-A z fazą odwróconą z osadzonymi, jonizowalnymi grupami funkcyjnymi, jonizowalnymi grupami funkcyjnymi zapewniającymi możliwość wymiany jonowej i oddziaływań hydrofobowych. interakcji jonowymiennych i hydrofobowych. Podstawowy rozdział 15 aminokwasów i ich wartości izotopu węgla z przeciętnym odchyleniem standardowym wynoszącym 0,18 na tysiąc (n = 6). 6). Ponadto wartości delta13C 18 aminokwasów zostały określone na podstawie współczesnych białek i hydrolizatów kolagenu z kości archeologicznych, demonstrując potencjał tej metody do zastosowań specyficznych dla związków w wielu dziedzinach, w tym w badaniach metabolicznych, ekologicznych i paleodietetycznych. --- W ramach projektu poszerzenia drogi między Londynem a Dover, Oxford Archaeology South odkryła duży rów graniczny z epoki żelaza, który zawierał pochówki z epoki żelaza i rzymskiej. epoki żelaza i rzymskie inhumacje, do którego przylegał mały cmentarz z połowy późnego okresu rzymskiego. interpretowany jako wiejski cmentarz dla romańsko-brytyjskich rolników. Grób na cmentarzysku były ograniczone do kilku osobników z butami na szpilkach. Analiza izotopowa kolagenu kości 11 szkieletów z epoki żelaza i okresu rzymskiego dała typowy ziemski sygnał C(3) (średnia δ(13) C = -19,8‰, δ(15) N = 9,3‰), ale także ujawnił jeden (SK12671) z dietą, która zawierała znaczny składnik C(4) (δ(13) C = -15,2‰, δ(15) N = 11,2‰). To dopiero druga taka dieta dieta zgłoszona w rzymskiej Wielkiej Brytanii. Późniejsze pomiary δ(18) O(c) i (87) Sr/(86) Sr na szkliwie zębów tego osobnika były jednak zgodne z z "lokalnym" pochodzeniem, wskazując, że albo białko C (4) było spożywane w późnej rzymskiej Wielkiej Brytanii, albo że pochodził z innego miejsca, ale gdzie warunki dały do podobnych wartości izotopowych. Jeśli przyjmiemy tę drugą opcję, oznacza to, że izotopów tlenu i strontu do identyfikacji "przybyszów" może być problematyczne. problematyczne. Wydaje się, że dostarczanie zmarłym butów na szpilkach miało silny element symboliczny w późnym okresie rzymskim. silny element symboliczny w późnoromańskiej Brytanii. Sugerujemy, że w tym przypadku buty mogą być znaczące, ponieważ był on wyposażony na długi marsz do domu. --- Przedstawiono wyniki porównania wartości δ(13)C aminokwasów (AA) uzyskanych za pomocą chromatografii gazowej - spektrometrii masowej ze stosunkiem izotopów (GC/C/IRMS) i chromatografii cieczowej ze spektrometrią mas ze stosunkiem izotopów (LC/IRMS). Chociaż głównym celem była specyficzna dla związku analiza stabilnego izotopu węgla AA kolagenu kostnego, ze względu na jego rosnące zastosowanie w paleodietetyce i paleobiologii. rekonstrukcji paleodietetycznej i paleoekologicznej, wyniki są istotne dla każdej dziedzinie, w której wymagane są wartości AA δ(13)C. Porównujemy LC/IRMS z najbardziej najnowocześniejszą metodą GC/C/IRMS z wykorzystaniem pochodnych AA estru N-acetylometylowego (NACME). Porównanie to obejmuje analizę standardowych AA i hydrolizatów archeologicznego ludzkiego kolagenu kostnego, które były wcześniej badane jako estry N-trifluoroacetyloizopropylowe (TFA/IP). Zaobserwowano, że chociaż analizy GC/C/IRMS wymagały mniejszej ilości próbki, LC/IRMS pozwolił na analizę szerszego zakresu AA, szczególnie tych, których nie można poddać analizie GC (np. arginina). W związku z tym zrekonstruowane masowe wartości δ(13)C oparte na Wartości δ(13)C uzyskane metodą LC/IRMS były bliższe wartościom δ(13)C uzyskanym metodą EA/IRMS niż te oparte na wartościach GC/C/IRMS. Błędy analityczne dla wartości LC/IRMS AA δ(13)C były niższe niż w przypadku oznaczeń GC/C/IRMS. Niespójności w wartościach δ(13)C pochodnych TFA/IP w porównaniu z NACME- i LC/IRMS sugerują nieodłączne problemy związane ze stosowaniem pochodnych TFA/IP pochodnych TFA/IP, wynikające z: (i) nieefektywnego spalania próbki i/lub (ii) różnic w wewnątrzcząsteczkowym rozkładzie wartości δ(13)C między AA, które objawiają się niepełnym spalaniem. Bliskie podobieństwa między NACME AA δ(13)C a wartościami δ(13)C pochodzącymi z LC/IRMS sugerują, że pochodne pochodne TFA/IP powinny zostać porzucone dla oznaczeń naturalnej obfitości wartości AA δ(13)C. --- UZASADNIENIE: Nieenzymatyczna deamidacja gromadzi się w starzejących się tkankach in vivo i została zaproponowana jako potencjalnie przydatna jako zegar molekularny. Proces ten trwa po śmierci, a tutaj badamy wzrost poziomów deamidacji w kolagenie archeologicznym, mierzony podczas analizy Zooarchaeology by Mass spektrometrii mas (ZooMS). METODY: Dzięki wysokiej czułości spektrometrów mas obecnej generacji, ZooMS zapewnia nieniszczącą i wysoce opłacalną metodę charakterystyki peptydów kolagenowych. scharakteryzować peptydy kolagenowe. Deamidację można wykryć za pomocą spektrometrii mas jako przesunięcie masy o +0,984 Da; dlatego też, oprócz pierwotnego celu, peptyd odcisków palców w celu identyfikacji kości, ZooMS jednocześnie dostarcza "wskaźnik termiczny" próbek. WYNIKI: Analizując konwencjonalne widma ZooMS, określiliśmy szybkość deamidacji reszt glutaminy w 911 próbkach kolagenu kostnego z 50 stanowisk, których wiek wahał się od średniowiecza do paleolitu. Stopień deamidacji porównano z parametrami diagenetycznymi i właściwościami pobliskich sekwencji. sekwencji. WNIOSKI: Stwierdzono, że na stopień deamidacji większy wpływ miały warunki pochówku i wiek termiczny niż np. warunki pochówku i wiek termiczny niż, na przykład, wiek chronologiczny, zakres bioerozja lub krystaliczność. Metoda nadaje się głównie do badań przesiewowych heterogenicznych złóż kości w celu identyfikacji wartości odstających. --- W badaniach archeologicznych wartości wzbogacenia izotopowego węgla i azotu w kolagenie kości dostarczają pewnych informacji na temat składu diety. The izotopowe wzbogacenie poszczególnych aminokwasów z kolagenu kostnego i diety białka w diecie mogą dostarczyć bardziej precyzyjnych informacji o składnikach diety. składników diety. Wykonano ograniczoną ilość pracy w tym zakresie, chociaż wiarygodność tych badań jest potencjalnie ograniczona. wiarygodność tych badań jest potencjalnie ograniczona przez frakcjonowanie powstające przez hydrolizę całej tkanki roślinnej (gdzie może zachodzić reakcja między aminokwasami i węglowodanami) oraz aminokwasami i węglowodanami) oraz, w przypadku niektórych aminokwasów, stosowanie pochodnych (w szczególności pochodnych trifluoroacetylowych) do chromatografii gazowej / stosunku izotopów spektrometrii mas (GC/IRMS). W niniejszym badaniu przyjęto podejście polegające na ekstrakcji składników białkowych tkanek roślinnych przed hydrolizą i przy użyciu chromatografii cieczowej/spektrometrii masowej ze stosunkiem izotopów (LC/IRMS), która nie wymaga derywatyzacji, do pomiaru wzbogacenia izotopowego aminokwasów. aminokwasów. Opracowany protokół oferuje metodologię spójnego pomiaru wartości δ(13)C aminokwasów, pozwalając na różnice izotopowe między między poszczególnymi aminokwasami z różnych tkanek roślinnych. W szczególności W szczególności istnieją znaczne różnice między aminokwasami białkowymi liści i nasion (liść minus ziarno). aminokwasami białkowymi (liść minus ziarno) w przypadku treoniny (-4,1‰), kwasu asparaginowego (+3,5‰) i seryny (-3,2‰). Oprócz zamierzonego zastosowanie w archeologii, technika ta będzie miała wartość w dziedzinach nauk o roślinach, żywieniu i badaniach środowiskowych sieci pokarmowych. --- Kości są jednym z niewielu narządów, w których gromadzi się uranyl (UO2(2+)). Ten duży diokation wykazuje powinowactwo do karboksylanów, fenolanów i fosforylowanych grup funkcyjnych w białkach. Niekolagenowe białko osteopontyna (OPN) odgrywa ważną rolę w homeostazie kości. Występuje głównie znajduje się głównie w macierzy zewnątrzkomórkowej zmineralizowanych tkanek, ale także w płynach ustrojowych takich jak mleko, krew i mocz. Ponadto OPN jest wewnętrznie nieuporządkowanym białkiem, które podobnie jak inne białka białko, które podobnie jak inne białka z rodziny SIBLING zawiera sekwencję kwasu sekwencję kwasu poliasparaginowego i liczne wzory naprzemiennych reszt kwasowych i fosforylowanych. fosforylowanych reszt. Wszystkie te właściwości doprowadziły do hipotezy, że to białko białko może być podatne na wiązanie UO2(2+). W tej pracy zastosowano prostą procedurę oczyszczania procedura umożliwiająca uzyskanie wysoce oczyszczonego bydlęcego (bOPN) i ludzkiego OPN (hOPN). została opracowana. Opracowano różne podejścia biofizyczne do badania wpływu fosforylacji na wiązanie wpływu fosforylacji na powinowactwo OPN do UO2(2+), jak również na tworzenie powstawanie stabilnych kompleksów wynikających ze zmian strukturalnych indukowanych przez wiązanie tego kationu metalu. przez wiązanie tego kationu metalu. Uzyskane wyniki sugerują nowy mechanizm interakcji UO2(2+) z metabolizmem kości i nową rolę OPN jako transportera metali. transportera metali. --- Matjes River Rock Shelter to duży schron muszli na południowym wybrzeżu Afryki Południowej. Afryki. Stabilne stosunki izotopów azotu (delta(15)N) i węgla (delta(13)C) zostały mierzone w kolagenie kostnym i zębinie z ludzkich szkieletów wydobytych z tego w celu ustalenia krzywej odsadzenia u łowców-zbieraczy z połowy holocenu. Wyniki delta(15)N pokazują stopniowy wzrost u osób od urodzenia do 1,5 roku życia. Wyniki delta(13)C są ściślej skupione i odzwierciedlają stałą progresywną zmianę obserwowaną dla delta(15)N. progresywną zmianę obserwowaną dla delta(15)N. Wnioskujemy, że dzieci w schronisku Matjes River Matjes River Rock Shelter były karmione piersią przez co najmniej pierwsze 1,5 roku po urodzeniu i zostały odstawione od piersi w wieku 2-4 lat. Podobny wzorzec został udokumentowany dla żerujących ludzi Kalahari z epoki historycznej, gdzie odstępy między porodami wynosiły około 3 lat. Badanie to dostarcza pierwszych bezpośrednich dowodów na wydłużony okres karmienia piersią, a tym samym długie odstępy między porodami, wśród prehistorycznych zbieraczy, nawet jeśli żyli oni w środowisku o obfitymi zasobami żywności. --- Wykorzystaliśmy testy uwierzytelniające opracowane dla starożytnego DNA do oceny twierdzeń Asara et al. (Reports, 13 kwietnia 2007, str. 280) sekwencji peptydów kolagenowych odzyskanych ze skamieniałości mastodonta i Tyrannosaurus rex. Chociaż próbki mastodonta próbki mastodonta przeszły te testy, brak danych o składzie aminokwasów, brak dowodów na deamidację peptydów i powiązanie sekwencji kolagenu alfa1(I) z płazami, a nie ptakami sugeruje, że T. rex nie. --- UZASADNIENIE: Niniejsze badanie przedstawia pierwsze dane izotopowe siarki współczesnego i archeologicznego kolagenu kości dorsza (Gadus morhua). i archeologicznego kolagenu kości dorsza (Gadus morhua), podjęte w celu zidentyfikowania zmienności przestrzennej na dużą skalę, mającej znaczenie zarówno jako wartości bazowe dla badania ludzkiej diety i potencjalną zmienną w badaniach opartych na izotopach ryb handel. METODY: Kolagen został wyekstrahowany ze współczesnych i archeologicznych kości dorsza przy użyciu słabego roztworu HCl i przeanalizowany pod kątem słabego roztworu HCl i analizowany pod kątem składu izotopowego siarki metodą spektrometrii masowej ze stosunkiem izotopów izotopowej (IRMS). WYNIKI: Archeologiczne dorsze mają wartości izotopów siarki w zakresie od +9,1‰ do +18,2‰, podczas gdy wartości dla współczesnych okazów wahają się od +14,8‰ do +18,3‰. Współczesne współczesne dane pokazują wartości sugerujące mniejszy wpływ słodkiej wody, co jest zgodne z ich lokalizacjami połowów na morzu, ale także potwierdzają niektóre regionalne regionalną zmienność widoczną w dowodach archeologicznych. WNIOSKI: Dane archeologiczne mają duży zakres izotopów siarki siarki w porównaniu ze współczesnymi populacjami, prawdopodobnie wskazując, że zostały one pobrane z szerokiego zakresu lokalizacji geograficznych, w tym zarówno przybrzeżnych, jak i morskich. i przybrzeżnych. Pokazują one szerokie trendy różnic regionalnych, które mogą odnosić się zarówno do docelowymi populacjami ryb (np. "przybrzeżne" w porównaniu do "przybrzeżnych") oraz wartości bazowych lokalnego ekosystemu (np. stopień dopływu słodkiej wody z systemów rzecznych). systemów rzecznych). --- Analiza spektrometryczna składu stabilnego izotopu węgla (13C/12C lub delta 13C) kolagenu kostnego ze szczątków ludzkich odzyskanych na stanowiskach archeologicznych zapewnia bezpośrednią metodę chemiczną do badania wzorców żywieniowych prehistorycznych populacji ludzkich. Metodologia ta opiera się na faktach, że (1) różne produkty spożywcze w diecie człowieka mają różne wartości delta 13C, oraz (2) wartość delta 13C ludzkiego kolagenu kostnego jest określona przez wartość delta 13C diety. Badania nad rozwojem wzorców utrzymania opartych na rolnictwie kukurydzianym, jednym z najbardziej znaczących wydarzeń w Ameryce Północnej prehistorii Ameryki Północnej, mogą korzystać z technik stabilnego izotopu węgla, ponieważ kukurydza ma wysoką wartość delta 13C w stosunku do innych składników ludzkiej diety. Pomiary delta 13C kolagenu kostnego z prehistorycznych ludzkich szkieletów szczątków z południowo-wschodniego Missouri i północno-wschodniego Arkansas wskazują, że intensywne rolnictwo kukurydziane rozpoczęło się w tym regionie około roku 1000 n.e., że włączenie kukurydzy do ludzkiej diety było szybkim zjawiskiem i że 35 do 77% ludzkiej diety od roku 1000 do 1600 składało się z kukurydzy. Wyniki z populacji izochronicznej w południowo-wschodniej Dakocie Południowej (A.D. 1400) sugerują, że że 78 do 90% diety tej grupy składało się z kukurydzy, bez różnicy między mężczyznami i kobietami. W połączeniu z bardziej tradycyjnymi metodami archeologicznymi, analiza stabilnego izotopu węgla kolagenu kostnego może znacznie poprawić rekonstrukcję wzorców żywieniowych prehistorycznych ludzi. --- Przedstawiamy nowatorską metodę chromatograficznego rozdzielania i pomiaru stabilnych stosunków izotopów węgla (delta(13)C) poszczególnych aminokwasów we włosach we włosach i kolagenie kostnym przy użyciu systemu LC-IsoLink, który łączy chromatografię cieczową (LC) ze spektrometrią masową izotopów chromatografię cieczową (LC) ze spektrometrią masową izotopów (IRMS). Niniejszy artykuł zapewnia podstawową separację 15 i 13 z 18 aminokwasów odpowiednio w kolagenie kostnym i białkach włosów. Opisujemy również podejście do analizy małych próbek włosów do analizy specyficznej dla związków segmentowych sekcji włosów. Metoda Metoda LC/IRMS jest stosowana w kontekście historycznym poprzez analizę delta(13)C białek włosów i kolagenu kostnego odzyskanych od sześciu osób z Uummannaq na Grenlandii. Grenlandii. Analiza aminokwasów włosów i kości od tego samego osobnika, porównana po raz pierwszy w tym badaniu, ma znaczenie w paleodietetycznej rekonstrukcji rekonstrukcji paleodietetycznej. Jeśli białka włosów mogą być używane jako zamiennik kolagenu kostnego na poziomie aminokwasów, to aminokwasów, potwierdza to badania izotopowe specyficzne dla związków, wykorzystujące włosy jako jako modelu do rekonstrukcji paleodietetycznej. Nasze wyniki sugerują, że niewielkie przesunięcie obserwowane w wartościach delta(13)C próbek włosów i kości może być być przypisane dwóm czynnikom: (i) różnicom w składzie aminokwasów między (i) różnice w składzie aminokwasów między białkami włosów i kości oraz (ii) różne tempo obrotu tkanek i tkanek i puli aminokwasów przyczyniających się do ich syntezy. Niniejsza aplikacja proponuje że włosy mogą być użytecznym uzupełniającym lub alternatywnym źródłem paleodietetycznych informacji specyficznych dla związków.
Które białko kostne jest wykorzystywane w archeologii do datowania i identyfikacji gatunków?
Kolagen jest głównym białkiem ekstrahowanym z kości i analizowanym za pomocą spektrometrii mas. Jest on tradycyjnie wykorzystywany do datowania radiowęglowego, ale wyrafinowane nowe technologie wykorzystują kolagen również do identyfikacji gatunków.