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定量蛋白质组学主流技术介绍(一)

2017-04-11 18:19作者:admin
【本文导读】随着生命科学研究进入到后基因组时代,蛋白质组学的研究逐渐成为核心内容之一。质谱技术的不断发展和成熟,带来了高通量、高灵敏度和动态范围更广的技术优势。详情见文章
        随着生命科学研究进入到后基因组时代,蛋白质组学的研究逐渐成为核心内容之一。质谱技术的不断发展和成熟,带来了高通量、高灵敏度和动态范围更广的技术优势,为蛋白质组学的研究提供了可靠的研究手段。近年来,定量蛋白质组学已经成为组学研究领域的热点之一,可检索到的相关文献数目日益增多。
       定量蛋白质组学主要是对生物样品(细胞、组织或体液等)中蛋白质的含量进行比较分析,不仅能鉴定出不同状态下表达的蛋白质, 而且能对其丰度进行精确定量。这对识别功能模块和路径、生物标志物的发现和验证,以及疾病的诊断、监测和治疗等众多领域都具有重要意义。
       蛋白质组学

根据定量目的不同,定量蛋白质组学又可分为相对定量蛋白质组学和绝对定量蛋白质组学两大类。相对定量蛋白质组学,也称为比较蛋白质组学,是指对不同生理或病理状态下,细胞、组织或体液蛋白质的表达量进行相对比较分析。绝对定量蛋白质组学是指测定蛋白质组中每种蛋白质的绝对量或浓度。本文主要介绍蛋白质组学相对与绝对定量的主流技术及其应用。
   目前基于质谱的蛋白质组学定量方法主要有5种,分别为Label-freeiTRAQSILACMRMSWATH。简述如下:
1.   Label-free
Label-free定量,即非标记的定量蛋白质组学,不需要对比较样本做特定标记处理,只需要比较特定肽段/蛋白在不同样品间的色谱质谱响应信号便可得到样品间蛋白表达量的变化。例如,有2个组织样品,分别提取蛋白质并酶解成肽段。然后每一个肽段样品进行LC-MS分析,这样就得到2个MS数据;对于1条肽段,其在2个样品中的丰度(量)与其在MS1中的峰面积或信号强度成正比;
     label free

       理论上,对于2个样品中的同一条肽段,其在LC上的保留时间(retention time,RT)是一致的,因此,可以通过对比MS图谱,实现对蛋白质在不同样本中的相对表达水平的定量分析。
Label-free定量不需要标记处理,操作简单,可以做任意样本的总蛋白质差异定量。但只能单独对单个样本进行分析,分析通量较低,需要多次重复实验,对实验操作的稳定性、重复性要求较高,准确性也较标记定量差。
       2. iTRAQ 
       iTRAQ定量是目前定量蛋白质组学应用最广泛的技术,该技术的核心原理是多肽标记和定量。iTRAQ试剂盒包括4种(114、115、116和117)或8种(113、114、115、116、117、118、119和121)相同质量的胺活性试剂,能对蛋白质水解的肽段进行标记,然后用质谱技术对这些多肽进行定量分析,从而简化了定量的复杂性,最终通过多肽定量值回归到蛋白的定量值,从而测定出不同样本之间蛋白质的差异。这种简单的基于肽段的iTRAQ工作流程,突破了很多局限性,可应用于蛋白质定量方面的全面研究,包括蛋白质翻译后修饰的定量,亲和纯化样品所得蛋白质和膜蛋白的定性定量。
          itraq

iTRAQ定量不依赖样本,可检测出较低丰度蛋白,胞浆蛋白、膜蛋白、核蛋白、胞外蛋白等,且定量准确,可同时对8个样本进行分析,并可同时得出鉴定和定量的结果,特别适用于采用多种处理方式或来自多个处理时间的样本的差异蛋白分析。
(未完待续)

注:
作者是基云® 生物负责 iTRAQ及MRM蛋白定量项目的研究人员,版权所有,未经许可,禁止转载!


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