蛋白質是生命功能的執行者,直接體現生命活動的多樣性和復雜性。蛋白質組學研究是指在大規模水平上研究蛋白質的特征,蛋白組研究可以反映、注釋和表征特定表征或疾病相關的蛋白質,為預測、診斷、治療和預防醫學應用發展奠定基礎。
蛋白質定性與定量分析;蛋白質功能研究;翻譯后修飾;亞細胞定位;參與的代謝途徑;蛋白質與蛋白質或其它分子間的相互作用。
(1)基礎醫學/生物醫藥領域
① 診斷標志物發現:篩選和鑒定疾病特異的生物標記分子,作為疾病診斷、預后效果等的重要證據。
② 治療靶點挖掘:識別與健康或疾病相關的蛋白質作為潛在治療或預防靶點,分析蛋白質靶點的可藥性,針對靶點設計和開發新藥。
③ 新藥研發:一方面可以研究候選藥物成分,另一方面可以聯合轉錄組信息分析藥物作用機理和毒理,篩選有效藥物,改進藥效和藥物安全性。
④ 調控機制研究:研究蛋白質之間、DNA/RNA與蛋白質之間的相互作用,分析基因之間的協同和拮抗作用,理解生物網絡和系統生物學。
⑤ 蛋白質結構研究:針對未知蛋白質或多肽,分析其氨基酸序列并預測空間結構,以及研究其功能作用,改進基因注釋,發現新基因功能等。
⑥ 發病機制與病理進程研究:研究疾病發生時的蛋白質分子變化,以及不同病理階段分子水平的差異,揭露疾病發生的分子機制,促進后續藥物篩選以及患者的病程管理等。
(2)其他領域
①農林:抗逆脅迫機制,生長發育機制,育種保護研究等。
②畜牧業:肉類及乳制品等品質研究,致病機理研究等。
③微生物:致病機理,耐藥機制,病原體-宿主相互作用研究等。
(1)非靶向蛋白質組學
又稱發現蛋白質組學,不需要事先了解目標蛋白的信息,能夠對蛋白質樣本進行全面高通量的定量和鑒定,可以同時檢測和分析樣本中的多個蛋白質,更關注蛋白質篩選和動力學。數據依賴性采集模式(Data dependent acquisition,DDA)和數據非依賴性采集模式(Data independent acquisition,DIA)是質譜分析中常用的兩種數據采集模式。
DDA:在一級質譜的每個時間窗口進行檢測循環時,選擇性采集信號相對較強的肽段離子進入二級質譜碎裂。因此,DDA無法有效的采集到信號強度較弱的信號離子,限制了檢測靈敏度,采集結果具有一定隨機性,無法對大量樣品完成可重復性的位點分析。
代表性技術:
① 4D-Label-free:無需化學標簽(如同位素)標記肽段;DDA采集模式;利用四維(保留時間、質何比、離子強度、淌度)分離離子,可鑒定蛋白的有無情況。
② TMT:通過同位素標簽標記肽段;DDA采集模式;混樣上機,可消除批次效應。
DIA:采集所設置的最低強度值以上的所有肽段離子進行二級質譜分析,遺漏的數據少,準確性更高。
代表性技術:
① 4D-DIA:4D和label free蛋白組技術基礎上,采用DIA采集模式,覆蓋度、穩定性好。
② Astral DIA:基于新一代Orbitrap Astral高分辨質譜儀,結合了四極桿質量分析器(Quadrupole)、軌道阱質量分析器(Orbitrap)以及全新非對稱軌道無損質量分析器(Astral),分辨率、靈敏度、覆蓋度、穩定性全方面提升。
Astral DIA蛋白組學優勢
l 高覆蓋率:2ug Hela細胞裂解液60min掃描梯度,能測定12000多個蛋白;
l 高靈敏度:250pg Hela細胞裂解液18min掃描梯度,能測定5335多個蛋白;
l 高穩定性:針對真菌和E.coli多樣本分析,88%鑒定蛋白CV<20%,75% CV<10%;
l 檢測速度快,周期短:1天可測定180個樣本,共獲得147萬多個蛋白。
(Source:https://www.thermofisher.com/)
(2)靶向蛋白組學
通過預先選擇目標蛋白針對性的分析復雜混合物,進行定量和分析,類似ELISA或Western blot等技術,更側重于檢測目標蛋白質/多肽的絕對定量。
代表性技術:
① P7k/11k:化學合成并修飾得到DNA適配體(Aptamer),篩選出針對目標蛋白特異性識別的適配體。能達到與單克隆抗體相當的親和力,進而對目標蛋白進行廣泛、特異、準確地定量分析。
② Olink:基于PEA技術(Proximity Extension Assay,PEA)的靶向高敏微量體液蛋白質組學,通過抗體對目標蛋白特異性識別、結合抗體末端寡核苷酸序列的擴增,實現對疾病與生理過程中血清、血漿等各類體液樣本中目標蛋白的定量分析。
③ PRM:基于LC-MS/MS的靶向蛋白質分析技術,能夠對目標蛋白、目標肽段(包括發生翻譯后修飾的肽段)進行高選擇性、高特異性、高重復性和高準確性檢測,實現對目標蛋白/肽段的相對或絕對定量分析。
注:以上僅為參考樣品類型,具體送樣建議請聯系公司專業人員。