蛋白组学

服务介绍

蛋白质是生命功能的执行者，直接体现生命活动的多样性和复杂性。蛋白质组学研究是指在大规模水平上研究蛋白质的特征，蛋白组研究可以反映、注释和表征特定表征或疾病相关的蛋白质，为预测、诊断、治疗和预防医学应用发展奠定基础。

蛋白组研究主要内容

蛋白质定性与定量分析；蛋白质功能研究；翻译后修饰；亚细胞定位；参与的代谢途径；蛋白质与蛋白质或其它分子间的相互作用。

蛋白组研究应用领域

（1）基础医学/生物医药领域

① 诊断标志物发现：筛选和鉴定疾病特异的生物标记分子，作为疾病诊断、预后效果等的重要证据。

② 治疗靶点挖掘：识别与健康或疾病相关的蛋白质作为潜在治疗或预防靶点，分析蛋白质靶点的可药性，针对靶点设计和开发新药。

③ 新药研发：一方面可以研究候选药物成分，另一方面可以联合转录组信息分析药物作用机理和毒理，筛选有效药物，改进药效和药物安全性。

④ 调控机制研究：研究蛋白质之间、DNA/RNA与蛋白质之间的相互作用，分析基因之间的协同和拮抗作用，理解生物网络和系统生物学。

⑤ 蛋白质结构研究：针对未知蛋白质或多肽，分析其氨基酸序列并预测空间结构，以及研究其功能作用，改进基因注释，发现新基因功能等。

⑥ 发病机制与病理进程研究：研究疾病发生时的蛋白质分子变化，以及不同病理阶段分子水平的差异，揭露疾病发生的分子机制，促进后续药物筛选以及患者的病程管理等。

（2）其他领域

①农林：抗逆胁迫机制，生长发育机制，育种保护研究等。

②畜牧业：肉类及乳制品等品质研究，致病机理研究等。

③微生物：致病机理，耐药机制，病原体-宿主相互作用研究等。

蛋白组研究策略

（1）非靶向蛋白质组学

又称发现蛋白质组学，不需要事先了解目标蛋白的信息，能够对蛋白质样本进行全面高通量的定量和鉴定，可以同时检测和分析样本中的多个蛋白质，更关注蛋白质筛选和动力学。数据依赖性采集模式（Data dependent acquisition，DDA）和数据非依赖性采集模式（Data independent acquisition，DIA）是质谱分析中常用的两种数据采集模式。

DDA：在一级质谱的每个时间窗口进行检测循环时，选择性采集信号相对较强的肽段离子进入二级质谱碎裂。因此，DDA无法有效的采集到信号强度较弱的信号离子，限制了检测灵敏度，采集结果具有一定随机性，无法对大量样品完成可重复性的位点分析。

代表性技术：

① 4D-Label-free：无需化学标签（如同位素）标记肽段；DDA采集模式；利用四维（保留时间、质何比、离子强度、淌度）分离离子，可鉴定蛋白的有无情况。

② TMT：通过同位素标签标记肽段；DDA采集模式；混样上机，可消除批次效应。

DIA：采集所设置的最低强度值以上的所有肽段离子进行二级质谱分析，遗漏的数据少，准确定更高。

代表性技术：

① 4D-DIA：4D和label free蛋白组技术基础上，采用DIA采集模式，覆盖度、稳定性好。

② Astral DIA：基于新一代Orbitrap Astral高分辨质谱仪，结合了四极杆质量分析器（Quadrupole）、轨道阱质量分析器（Orbitrap）以及全新非对称轨道无损质量分析器（Astral），分辨率、灵敏度、覆盖度、稳定性全方面提升。

Astral DIA蛋白组学优势

l 高覆盖率：2ug Hela细胞裂解液60min扫描梯度，能测定12000多个蛋白；

l 高灵敏度：250pg Hela细胞裂解液18min扫描梯度，能测定5335多个蛋白；

l 高稳定性：针对真菌和E.coli多样本分析，88%鉴定蛋白CV<20%，75% CV<10%；

l 检测速度快，周期短：1天可测定180个样本，共获得147万多个蛋白。

（Source：https://www.thermofisher.com/）

（2）靶向蛋白组学

通过预先选择目标蛋白针对性的分析复杂混合物，进行定量和分析，类似ELISA或Western blot等技术，更侧重于检测目标蛋白质/多肽的绝对定量。

代表性技术：

① P7k/11k：化学合成并修饰得到DNA适配体（Aptamer），筛选出针对目标蛋白特异性识别的适配体。能达到与单克隆抗体相当的亲和力，进而对目标蛋白进行广泛、特异、准确地定量分析。

② Olink：基于PEA技术（Proximity Extension Assay，PEA）的靶向高敏微量体液蛋白质组学，通过抗体对目标蛋白特异性识别、结合抗体末端寡核苷酸序列的扩增，实现对疾病与生理过程中血清、血浆等各类体液样本中目标蛋白的定量分析。

③ PRM：基于LC-MS/MS的靶向蛋白质分析技术，能够对目标蛋白、目标肽段(包括发生翻译后修饰的肽段)进行高选择性、高特异性、高重复性和高准确性检测，实现对目标蛋白/肽段的相对或绝对定量分析。

检测样品类型

动物组织类：常规动物组织(脑、心、肝、脾、肺、肾、肌肉、皮肤等)、软体动物(血吸虫、旋毛虫等)、脂肪组织(白色)、动物坚韧组织-软骨、动物坚韧组织-硬骨、动物坚韧组织-毛发、FFPE (石蜡切片)、活检穿刺组织；

植物组织类：软组织(木本植物的叶、花等，草本科植物，藻类，蕨类植物，大型真菌等)、木本科植物的树根、树皮、树枝等、果实、种子、花粉；

微生物类：菌类；

细胞类样品：悬浮培养细胞、贴壁培养细胞、亚细胞器样本(如线粒体等)；

体液类：血清、血浆、动物乳汁或人乳汁、乳脂肪球膜蛋白(MFGM)（即脂质层）、脑脊液、关节液、淋巴液、附睾腔液、唾液、泪液、尿液、房水、玻璃体液、肺泡灌洗液；

其他类：分泌蛋白、细胞上清；

注：以上仅为参考样品类型，具体送样建议请联系公司专业人员。