蛋白研究新技术——定量、修饰、验证样样精通!

2023-05-10 14:56:27

蛋白质组学的研究是生命科学进入后基因组时代的特征,不仅是探索生命奥秘的必须工作,也能为人类健康事业带来巨大的利益。蛋白质不仅能为生命活动规律提供物质基础,而且蛋白质丰度的改变能够阐明多种疾病的机理。相信科技君今天为大家介绍的几个蛋白质组的研究技术,会为您的科研带来新的突破。


关键词蛋白定量DIA、蛋白修饰分析(磷酸化、乙酰化)、蛋白修饰定量验证技术PRM



1

蛋白定量DIA


华大2017年度明星产品,样本不受限,准确性更高


推荐指数:★★★★★

推荐理由:还在纠结常规蛋白组定量技术iTRAQ/iBT受限于标签个数?而Label free的技术重复性又太低?现在,新的Label free技术——蛋白定量DIA(Data Independent Acquisition,不依赖数据的采集),既不受标签和物种限制,又区别于常规Label free蛋白定量的DDA模式(data dependent acquisition,数据依赖型采集),提供更全面蛋白质组表达信息,技术重复高达90%!此外,在鉴定蛋白数量、稳定性和准确性方面,均远超常规的Label free!

(注:为区别于传统DDA模式的Label free产品,“蛋白定量Label free升级版”产品正式更名为“蛋白定量DIA”)


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部分测试数据展示



DIA模式蛋白鉴定数提高30%以上



图1 6例膀胱癌(癌症、癌旁组织)DDA vs DIA蛋白鉴定数比较


技术稳定性好,大样本量项目QC样本CV≤25%

图2  样本肽段CV平均分布

17例结肠癌样本(共分为3组,每组包括癌旁组织Normal-N、息肉组织XR和肿瘤组织Tumor-T,混合后的样本标注为QC,作为DIA数据采集的质控)结果显示,QC样本的CV在150针的大项目中(跨度45天),可控在25%以下,具备极好的技术稳定性。


定量精度更准


图3 E.coli掺入实验肽段定量准确性评估

A549细胞分别加入不同比例的E.coli样本(E.coli掺入比例为1:2:5:10,对应样AE1/AE2/AE5/AE10),分别进行DDA与DIA模式采集,结果显示,相对于传统的DDA定量,DIA定量有更好的定量精度(密度分布图峰型更集中)。



2

蛋白修饰分析(磷酸化、乙酰化)

蛋白修饰全景图,全面的鉴定,更多的功能分析



推荐指数:★★★★


推荐理由:蛋白质组学研究只有蛋白定性和定量?No,人类基因组中约4%的基因编码蛋白激酶,1/3表达的蛋白可被磷酸化,多样的蛋白翻译后修饰对细胞周期调控、代谢等生命活动发挥着巨大的作用。基于质谱的蛋白修饰组研究技术,助您全面了解蛋白组修饰全景,准确提供修饰肽段表达量变化信息,深入分析修饰蛋白功能!


基于质谱的蛋白修饰组研究技术,目前针对蛋白磷酸化(P-Ser/Thr/Tyr)、蛋白乙酰化(Ace-Lys)等重要修饰形式,采用液质联用技术,通过华大质谱鉴定流程整合Proteome Discover、percolator和Maxquant软件,对整个蛋白质组的修饰情况进行修饰位点鉴定、表达量统计、功能富集分析。


部分测试数据展示

鉴定效果达到文献中上水平

表1 不同样本类型iTRAQ磷酸化蛋白鉴定结果



磷酸化定量精度准、重复性好

图4 iTRAQ磷酸化定量精度评估

HCT116细胞肽段100ug2份、200ug3份、400ug3份,按照图4(左表)进行标记并富集,Q-Exactive检测,Proteome Discoverer进行磷酸化肽段鉴定以及定量(右图)。


深度挖掘蛋白翻译后修饰的功能



图5 motif分析及激酶分析

激酶分析(上)提供基于磷酸化蛋白本身功能的分析,motif分析(下)提供基于磷酸化位点的功能分析



3

蛋白修饰定量验证技术PRM


蛋白修饰定量验证的首选技术!


推荐指数:★★★


推荐理由:蛋白修饰组分析之后,还在准备抗体验证?你out啦!没有准备抗体的漫长等待和实验误差带来的烦恼,PRM技术为您提供成功率极高、重现性好、定量结果更为准确的蛋白修饰定量验证技术!


蛋白修饰组分析之后,得到差异表达的修饰肽段信息,可通过平行反应监测(Parallel reaction monitoring, PRM)技术进行验证。PRM技术是一种基于高分辨度、高精确度质谱的离子监视筛选技术,能够对目标蛋白质、目标肽段进行选择性检测,实现对目标蛋白质和肽段进行精准定量的目的。目前,华大的PRM技术主要应用于蛋白修饰定量的靶向蛋白验证,相比于传统的修饰抗体验证技术,有操作简单、稳定性高、定量结果更准确的特点。


图6 PRM流程

混合肽段首先进入四级杆(Q)进行靶标母离子筛选,筛选出的母离子经过碎裂室产生碎片离子,然后所有碎片离子都在高分辨的orbitrap中进行检测,得到时间连续的完整精确的二级质谱信息用于准确定量。


部分测试数据展示


近乎完美的定量线性和技术重复性

图7  定量线性展示

横坐标展示样品(合成磷酸化肽段-VPQLEIVPNS[+80]AEER from α-casein)浓度(单位是ng/μl)取log10,纵坐标是定量峰面积,α-casein磷酸化肽段定量标准曲线结果显示了很好的定量线性和重复性。


明星产品蛋白定量DIA,全景式的蛋白修饰分析,加上精准的蛋白修饰定量RPM技术,这个酷热的夏天,是否感受到科技君为大家带来的丝丝清凉呢?还在等什么,大家快来体验吧~



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撰稿:段    欣

编辑:市场部



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