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定量蛋白组学技术概览

定量蛋白组学技术概览

【概要描述】简单介绍了定量蛋白组学技术。

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【概要描述】简单介绍了定量蛋白组学技术。

  • 分类:近期动态
  • 作者:华盈生物
  • 来源:
  • 发布时间:2023-08-03 13:55
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定量蛋白质谱作为蛋白组学检测中非常重要的检测手段,主要可以分为无标记定量蛋白组学(label free)标记定量蛋白组学(TMT/iTRAQ),而无标记定量中根据质谱数据采集方式的差异也可以分为DDA(数据依赖性采集)和DIA(数据非依赖性采集)两种方式,今天我们详细了解一下这些技术的特点和区别。

图1 定量蛋白组学分类

  常规的非标记定量蛋白组学方式检测一般是每个样本分别先后上机检测,而质谱作为一个高度精密的仪器,其特点是容易受到外界环境等因素的干扰,进而导致不同批次样本甚至同一批次先后测量的样本之间存在客观系统性偏差,进而影响我们实验结果的可靠性。而标记定量蛋白组学的出现,通过对不同样本进行同位素标签标记,进而可以混合多个样本为一个样本进行同时检测,避免了检测批次、先后的问题,而且通过样本的混合,减少了样本上机数量,可以通过增加单个检测时间提高对于混合后样本的检测深度,最终达到检测平行性更好,检测到的蛋白数量更多的目的。

图2 标记定量流式示意图

当然常规的label free非标记定量方法并非一无是处,其优势为无需标记(减少对样本处理)成本较低,没有样本数量限制(标记法的同位素标签数量有限),且样本损耗较少,需求的起始样本量较少,对于一些珍贵的而且蛋白复杂度相对较低的样本比如外泌体等尤其合适,一般同批次内的检测稳定性也是足够的。

非标记定量蛋白组学中传统使用的DDA数据采集模式,意味着质谱检测时一级质谱上只能选择峰排名较高的前多少名质谱峰离子进行二级质谱鉴定(定性),导致很多低丰度蛋白的丢失和样本间平行性变差(每次检测有一些概率性存在);所以目前大样本量检测时也有使用DIA(数据非依赖性采集)方法,该方法通过质谱的多个窗口循环检测不同分子量区间的所有肽段,这样避免了一些低含量肽段的丢失,提高了检测的稳定性。

   

图3  DDA采集模式_VS_ DIA数据采集模式

DIA数据采集模式尤其优势,然后也有存在一些亟需解决的一些问题,由于其数据采集方式,其二级质谱的复杂度极高,所以早期对于其DIA质谱谱图的解析存在一定的困难,都是需要专门先通过DDA模式建立一个谱图库后,在这个基础上再通过DIA检测数据去匹配DDA的谱图来解谱鉴定,这就导致了成本的上升以及建库过程仍旧使用DDA模式的弊端,所以目前越来越多的软件和算法在进行开发,可以基于机器学习等算法可以实现直接对DIA数据进行分析,为后续DIA发展奠定良好的基础。

定量蛋白组学目前技术多种多样,一般来说每种技术存在都有其合理性,根据自身实际的样本情况,实际实验目等的选择最适合自己的技术方法即可,不必盲目的追求高通量和高深度等技术指标,最后总结了一下各个技术的对比优缺点表格如下:

表1 定量蛋白组学对比

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