蛋白質(zhì)組學(xué)系列講座05基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用案例解析

?基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)組學(xué)的相關(guān)數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用案例解析解螺旋|

知識金牌解

螺

旋

| 陪

伴

醫(yī)

生

科

研

成

長知識金牌01020304蛋白質(zhì)組學(xué)簡介蛋白質(zhì)組學(xué)經(jīng)典實用案例新一代蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)-DIADIA優(yōu)勢服務(wù)供應(yīng)商CONTENTS課程目錄蛋白質(zhì)組學(xué)簡介01解

螺

旋

| 陪

伴

醫(yī)

生

科

研

成

長知識金牌生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究熱點DNARNAProteinsMetabolites內(nèi)源性小分子（＜1200Da）GenotypePhenotypeGenomics-22,000

genes可能發(fā)生什Transcriptom么ics？-100,000transcripsProteomics-1000,000proteoforms

正在發(fā)生什么？Metabolomic＞5,000

compoundsLipidomics＞30,000

species已經(jīng)發(fā)生了什么？知識金牌蛋白質(zhì)組學(xué)研究現(xiàn)狀34846250259168864677695611251122401641784537533959315162583161736801614550004000300020001000060007000時間：2018年1月1日

數(shù)據(jù)庫：NCBI-Pubmed位置：Title/Abstract-Completion

詞

匯：proteome,

proteomic,

proteomics蛋白組學(xué)研究論文年度遞增表80002008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017中國 世界解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長知識金牌2016蛋白質(zhì)組學(xué)研究進(jìn)展20142018解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長知識金牌蛋白質(zhì)組學(xué)分類定性樣本中都含有那些蛋

白？這些蛋白分別是什么？解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長定量Label

free

/iTRAQ/TMT/SILAC/DIA同一蛋白在不同樣本中含量誰高誰底？修飾磷酸化、乙酰化靶向、泛素化、甲基蛋白在化翻…譯后PRM/WB/ELISA前期實驗獲得的數(shù)據(jù)是否可靠？修飾水平上發(fā)生了哪些變

化？知識金牌蛋白質(zhì)組學(xué)流程樣本處理（液氨研磨、二氧化碳研磨、超聲破碎等），蛋白抽提、定量（Bradford、BCA法）、SDS跑膠等蛋白提取蛋白酶解、肽段抽提及純化。修飾類的蛋白質(zhì)組學(xué)需在肽段提取好之后增加一步富集（磷酸化、泛素化、乙酰化）肽段提取肽段進(jìn)行一維色譜分離分級（級數(shù)可選）、質(zhì)譜上機(jī)進(jìn)行電離、分離、能量碰撞后獲得實驗碎片離子信息LC-MS對質(zhì)譜實驗所獲得的碎片離子進(jìn)行進(jìn)一步分析，還原出待測樣本中的肽段和蛋白的具體信息樣本信息解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長知識金牌生物信息學(xué)分析聚類熱圖GO注釋蛋白互作KEGG通路解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長蛋白質(zhì)組學(xué)經(jīng)典實用案例分享02解

螺

旋

| 陪

伴

醫(yī)

生

科

研

成

長知識金牌生命科學(xué)研究方向&應(yīng)用思路產(chǎn)品性狀品質(zhì)、口感遺傳多樣性分子機(jī)理脅迫、應(yīng)激生長發(fā)育細(xì)胞全能性果實成熟機(jī)理樣本組成腸道微生物環(huán)境微生物大規(guī)模修飾位點鑒定分子機(jī)制研究解

螺

旋

| 陪

伴醫(yī)生科研成長蛋白質(zhì)組學(xué)——標(biāo)志物篩選（胃癌）

知

識

金

牌Identifcation

of

specific

biomarkers

for

gastric

adenocarcinoma

by

iTRAQ

proteomic

approach.

Sci.

Rep.,2016.

IF=4.26差異蛋白篩選生信分析：Pathway與PPIWB驗證ANXA1和UQCRC1是較好的GC早期診斷標(biāo)志物ANXA1和UQCRC1的病理學(xué)驗證細(xì)胞系驗證：基因敲除與過表達(dá)驗證ANXA1功能發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵蛋白：MMNT,FBLN5,ANXA1,UQCRC1蛋白定量、還原、烷基化、酶解、標(biāo)記11331A11431B11510A11610B1175A1185B119101A121101B強(qiáng)陽離子交換色譜分離反向色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分離和鑒定SDS-PAGE預(yù)實驗解

螺

旋

| 陪

伴

醫(yī)

生

科

研

成

長知識金牌蛋白質(zhì)組學(xué)——分子機(jī)理（高脂飲食）Extended

multiplexing

of

TMT

labeling

reveals

age

and

high

fat

diet

specific

proteome

changes

in

mouse

epididymaladipose

tissue.

Mol.Cell. Proteomics.,2017.

IF=6.54基礎(chǔ)代謝檢測TMT實驗流程圖體重、組織重量、葡萄

糖、胰島素、膽固醇、甘油三酯;葡萄糖和胰島素耐受實驗等。差異蛋白質(zhì)表達(dá)倍數(shù)蛋白質(zhì)鑒定信息GO分析：結(jié)合差異蛋白質(zhì)表達(dá)倍數(shù)，揭示高脂飲食引起脂肪代謝，氨基酸代

謝，免疫應(yīng)答，凋亡等通路的變化。PPI分析：發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵節(jié)點蛋白

FGG、Dpt、Mug2等并進(jìn)一步驗證以上的結(jié)論。數(shù)據(jù)處理及分析結(jié)果韋恩圖表示各組差異蛋白質(zhì)的交并集情況High

Fat組有明顯的蛋白質(zhì)變異相關(guān)蛋白質(zhì)表達(dá)量變化解

螺

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伴

醫(yī)

生

科

研成長知識金牌蛋白質(zhì)組學(xué)——標(biāo)志物篩選（植物）Comparative

proteomic

analysis

reveals

alterations

in

development

and

photosynthesis

-related

proteins

in

diploidand

triploid

rice.

BMC

Plant

Biol.,

2016.

IF=3.61TMT6標(biāo)兩組三重復(fù)二倍體和三倍體形態(tài)和生理指標(biāo)差異蛋白生物學(xué)過程分析差異蛋白代謝通路分析關(guān)鍵蛋白對應(yīng)基因驗證ATPF、PSAA、PSAB、PSBB、RBL在三倍體中能誘導(dǎo)更大的表達(dá)小鼠實驗驗證腫瘤細(xì)胞增殖、遷移&HCC細(xì)胞系上進(jìn)行磷酸化修飾蛋白組學(xué)分析實驗驗證解

螺

旋

| 陪

伴

醫(yī)

生

科

研

成

長蛋白組&代謝組聯(lián)合分析——

腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移機(jī)制

知

識

金

牌Functional

lipidomics:

palmitic

acid

impairs

hepatocellular

carcinoma

development

by

modulating

membranefluidity

and

glucose

metabolism.

Hepatology.,

2017.

IF=13.2分子機(jī)理：C16:0通過限制細(xì)胞的流動性、糖攝取及ATP合成來抑制肝癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移、增殖和侵染能力。C16:0抑制mTOR和Stat3的磷酸化修飾高、中、低轉(zhuǎn)移HCC進(jìn)行脂質(zhì)代謝組學(xué)分析，93個差異脂質(zhì)，其中含C16:0的甘油磷脂與細(xì)胞系的轉(zhuǎn)移能力有關(guān)新一代蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)-DIA03DIA

簡介

知

識

金

牌DIA

（Data-Independent

Acquisition

）：一種新的數(shù)據(jù)非依賴型的質(zhì)譜數(shù)據(jù)采集方式，采用MS/MS二級定量，可以對傳統(tǒng)蛋白質(zhì)組學(xué)研究的相關(guān)樣本進(jìn)行更準(zhǔn)確的定性和定量分析；并能將生物樣本中蛋白質(zhì)信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字文本的形式，從而實現(xiàn)蛋白信息的永久保留。DDA文庫構(gòu)建DIA分析解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長知識金牌DIA

原理DDA每個掃描周期內(nèi)，只采集豐度最高的10-20母離子信號的子離子碎片，其余信號的子離子信息丟失。穩(wěn)定性低、覆蓋率低、重復(fù)性低DIA每個掃描周期內(nèi)，將質(zhì)量區(qū)間設(shè)置為多個區(qū)段窗口，每次采集窗口內(nèi)所有母離子及碎片信

號。穩(wěn)定性高、覆蓋度高、重復(fù)性高解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長解

螺

旋

| 陪

伴

醫(yī)

生

科

研

成

長更穩(wěn)定、更準(zhǔn)確

知

識

金

牌DDA：MS1一級定量，干擾信號多，掃描重復(fù)性較低。DIA：MS/MS二級定量，信號干擾少，特異性高，掃描重復(fù)性高、覆蓋度高。Gillet,

L.

C.

et

al.

Targeteddata

extractionof

the

MS/MS

spectra

generated

by

data-independent

acquisition:

a

new

concept

for

consistent

and

accurate

proteome

analysis.Mol.

Cell.

Proteom.

11,

O111.016717

(2012)DIA定量準(zhǔn)確性、線性范圍接近靶向定量技術(shù)

MRM/PRM水平DDA：CV<10%的數(shù)據(jù)~25%；CV<20%的數(shù)據(jù)~59%DIA：CV<10%的數(shù)據(jù)~69%；CV<10%的數(shù)據(jù)~90%更快、更多、更便宜

知

識

金

牌在定量到相近數(shù)量蛋白/肽段的情況下（iTRAQ進(jìn)行了分級（SCX分6級），從而達(dá)到跟DIA相近的鑒定數(shù)量），DIA能夠獲得更多的低豐度蛋白的信息。Trayambak

Basak,Ajay

Bhat,et

al。In-depthcomparative

proteomicanalysis

of

yeast

proteome

using

iTRAQ

andSWATHbased

MS.

Mol.

BioSyst.,2015,11,

2135解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長PCT-SWATH（

DIA

）

知識金牌Rapid

mass

spectrometric

conversion

of

tissue

biopsy

samples

into

permanent

quantitative

digitalproteome

maps.

IF=

32.62樣本準(zhǔn)備

&蛋白抽提蛋白酶解DDA建庫DIA-質(zhì)譜分析數(shù)據(jù)分析生物信息學(xué)分析解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長知識金牌PCT-SWATH（

DIA

）優(yōu)勢解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長速度快：從組織處理到肽段樣品上機(jī)最快僅需6-8h損失少：PCT處理1mg樣本（小鼠肝臟）的產(chǎn)率高出傳統(tǒng)方法的40%操作簡便：比傳統(tǒng)樣本處理方法減少近10步驟，儀器操作簡單保真度高：Barocycler精確控制，有效地減少操作誤差特別適合大隊列（幾十上百甚至上千個樣品）＆少微量樣品（比如臨床組織活檢樣品）的蛋白組學(xué)批量分析。知識金牌應(yīng)用范圍——臨床活檢樣本數(shù)字化解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長應(yīng)用范圍——Biomaker篩選

知

識

金

牌更高效的標(biāo)志物篩選模式：可一天之內(nèi)完成20個血清樣本蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定，短期內(nèi)即可實現(xiàn)與臨床數(shù)據(jù)整合分析，更有效地篩選標(biāo)志物。High

throughput

and

accurate

serum

proteome

profiling

by

integrated

sample

preparation

technology

and

single-rundata

independent

mass

spectrometry.

J

Proteomics.

IF=3.7建立參考庫解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長三種樣本處理方法合并為11次DDA鑒定血清樣本快速處理DIA鑒定DIA數(shù)據(jù)分析知識金牌應(yīng)用范圍——疾病分型DIA：最多一個月高覆蓋度高重復(fù)性高保真性168例彌散性胃癌樣本Labelfree9級1134025383個亞型

PX1,PX2,PX3理論機(jī)時>3月解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長知識金牌報告模板—目錄解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長1、DIA介紹2、DIA實驗流程3、生物信息分析流程4、實驗材料和方法5、實驗結(jié)果6、生物信息學(xué)分析7、公司簡介解

螺

旋

| 陪

伴

醫(yī)

生

科研成長知識金牌報告模板—數(shù)據(jù)分析展示火山圖GO分析KEGG通路分析蛋白互作網(wǎng)絡(luò)聚類熱圖Venny圖知識金牌文章框架——大規(guī)模修飾位點鑒定實驗設(shè)計研究目標(biāo)與材料選取：實驗組&對照病組、腫瘤組織不同分期表型生理表型觀察、生理生化檢測：IF、IHC數(shù)據(jù)分析表達(dá)聚類、差異篩選，功能分析，通路富集重點驗證PRM

/WB/ELISA/qPCR組學(xué)實驗蛋白質(zhì)組學(xué)：Labelfree/ITRAQ/TMT/DIA解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長知識金牌文章框架——機(jī)制研究實驗設(shè)計研究目標(biāo)與材料選?。簩嶒灲M&對照病組、腫瘤組織不同分期表型生理表型觀察、生理生化檢測：IF、IHC數(shù)據(jù)分析表達(dá)聚類、差異篩選，功能分析，通路富集重點驗證PRM/WB/ELISA/qPCR模型構(gòu)建數(shù)據(jù)驗證&遺傳學(xué)驗證&生理生化實驗驗證組學(xué)實驗蛋白質(zhì)組學(xué)：itraq/tmt/DIA。多組學(xué)聯(lián)合解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長DIA優(yōu)勢服務(wù)供應(yīng)商04知識金牌發(fā)展歷程及規(guī)劃2009年：成立上海博苑生

物，提供以雙向電泳和質(zhì)譜為主的蛋白質(zhì)組技術(shù)服務(wù)2017年：成立上海鹿明生物，并和歐易生物強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，建立完善的蛋白組和代謝組平臺，實現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展成為行業(yè)領(lǐng)先的檢測服務(wù)公司，為客戶提供更多更好更優(yōu)質(zhì)的檢測服務(wù)030102發(fā)展愿景解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長2012年：增加代謝組學(xué)及生物信息學(xué)服務(wù)，實現(xiàn)多層組學(xué)整合服務(wù)與分析知識金牌我們的服務(wù)生物信息學(xué)蛋白組學(xué)核酸組學(xué)代謝組學(xué)反饋核酸組學(xué)：從底層原因?qū)用嫣骄亢徒鉀Q生物學(xué)問題蛋白組學(xué)：從表層原因?qū)用嫣骄亢徒鉀Q生物學(xué)問題代謝組學(xué)：從分子性狀及結(jié)果層面探究和解決生物學(xué)問題多層組學(xué)整合：組學(xué)發(fā)展的新趨勢，結(jié)果更可靠、數(shù)據(jù)更豐富解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長知識金牌我們的服務(wù)氨基酸檢測

脂肪酸檢測...多層組學(xué)整合服務(wù)次生代謝物黃酮類...植物激素神經(jīng)遞質(zhì)...脂肪酰類固醇脂類等8大脂質(zhì)蛋白組學(xué)轉(zhuǎn)錄組學(xué)代謝組學(xué)蛋白定量分析蛋白組學(xué)服務(wù)修飾蛋白組學(xué)靶向蛋白組學(xué)iTRAQTMTLabelfree

DIA磷酸化 乙?；核鼗疞CMSMS鑒定

Co-ip-MSL-WB(PRM技術(shù))L-Elisa(PRM技術(shù)）Pull-down-MS

蛋白互作鑒定蛋白定性分析MALDI-TOF/TOF鑒定代謝組學(xué)服務(wù)靶向代謝學(xué)解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長LCMS非靶向GCMS非靶向脂質(zhì)組學(xué)知識金牌服務(wù)特色解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長第一家開展多層組學(xué)整合研究與服務(wù)的單位第一家提供中英文雙語項目報告的單位具有專業(yè)的生物信息學(xué)統(tǒng)計與功能分析能力提供合作研究與培訓(xùn)，研究者可全程跟蹤參與實驗與分析過程知識金牌蛋白組學(xué)服務(wù)優(yōu)勢一站式服務(wù)負(fù)責(zé)項目后續(xù)所有事宜，包括蛋白提取、濃度測定、蛋白酶切...強(qiáng)大的項目團(tuán)隊蛋白組學(xué)團(tuán)隊擁有博士后、碩士數(shù)位，實驗室人員有著豐富的蛋白處理經(jīng)驗先進(jìn)的儀器設(shè)備鹿明生物采用最先進(jìn)的Q-Exactiv

、Sciex

TripleTof6600等高分辨質(zhì)譜儀分析技術(shù)成熟自2009年成立起一直專注于組學(xué)技術(shù)服務(wù)，擁有完善的樣品處理體系，生物信息學(xué)經(jīng)驗豐富解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長知識金牌代謝組學(xué)服務(wù)優(yōu)勢01自主儀器平臺擁有AB5600、Waters

G2-XS

QTof、Agilent

7890A-5978B等質(zhì)譜平臺項目經(jīng)驗豐富近10年的代謝組學(xué)服務(wù)經(jīng)驗02發(fā)表國內(nèi)第一篇多層組學(xué)論文鹿明總經(jīng)理舒烈波博士于2011年發(fā)布國內(nèi)第一篇多層組學(xué)研究論文提供中英文報告國內(nèi)第一家提供雙語報告的公司，為廣大科研者提供優(yōu)質(zhì)的服0304務(wù)國內(nèi)第一篇多層組學(xué)論文的發(fā)布者解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長知識金牌辦公區(qū)域解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長知識金牌實驗室解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長知識金牌培訓(xùn)班風(fēng)采解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長知識金牌部分合作伙伴醫(yī)學(xué)瑞金醫(yī)院長海醫(yī)院東方醫(yī)院華西醫(yī)學(xué)院解放軍總醫(yī)院上海市兒童醫(yī)院中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院上海交大醫(yī)學(xué)院浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院南昌大學(xué)醫(yī)學(xué)院解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長農(nóng)業(yè)中國農(nóng)大華中農(nóng)大南京農(nóng)大東北農(nóng)大西北農(nóng)林大中國農(nóng)科院北京農(nóng)科院浙江農(nóng)科院江蘇農(nóng)科院上海農(nóng)科院綜合中科院藥物所中科院健康所中科院動物所中科院海岸帶所南京大學(xué)生科院復(fù)旦大學(xué)生科院華中科大生科院西安交大生工院華東理工生工院江蘇大學(xué)食科院參考文獻(xiàn)（蛋白組學(xué)）

知

識

金

牌解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長1、A

proteomics

landscape

of

circadian

clock

in

mouse

liver.Nature

Communications.

2018,

IF=

12.12、Extended

multiplexing

of

TMT

labeling

reveals

age

and

high

fat

diet

specific

proteome

changes

inmouse

epididymal

adipose

tissue.

Mol.

Cell. Proteomics.,2017.

IF=6.543、Identifcation

of

specific

biomarkers

for

gastric

adenocarcinoma

by

iTRAQ

proteomic

approach.

Sci.Rep.,2016.

IF=4.264、Identification

of

specific

biomarkers

for

gastric

adenocarcinoma

by

iTRAQ

proteomic

approach.Sci.Rep..

2016,

IF=5.35、iTRAQ-based

quantitative

proteomic

analyses

on

the

gender-specific

responses

inmusselMytilus

galloprovincialis

to

tetrabromobisphenol

A.

Aquat

Toxicol.2014,IF:3.56、Zhiwei

Sun.et

al.,Sec23a

mediates

miR-200c

augmented

oligometastatic

to

polymetastaticprogression.

EBioMedicine..2018,IF=6.18參考文獻(xiàn)（代謝組學(xué)）

知

識

金

牌解螺旋|陪伴醫(yī)生科研成長1、Metabolic

responses

of

HeLa

cells

to

silica

anoparticles

by

NMR-basedmetabolomic

analyses.

Metabolomics.2013,IF=4.42、Urinary

metabolomic

study

of

non-small

cell

lung

carcinoma

based

on

ultra

highperformance

liquid

chromatography

coupled

with

quadrupole

time-of-flight

massspectrometry,J.

Sep.

Sci.

2014,IF=2.73、Comprehensive

profiling

and

natural

variation

of

flavonoids

in

rice.J.

Integr.Plant

Biol.

2014,IF=3.44、Metabolic

transformation

of

breast

cancer

in

a

MCF-7

xenograft

mouse

modelandinhibitory

effect

of

volatile

oil

from

Saussurea

lappa

Decne

treatment.

Metabolomics.

2015,IF=3.95、Study

o