蛋白质组学分析流程_上海丰核信息科技有限公司.docx

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1、蛋白质组学宣传画册第一部分：蛋白质全谱分析1 .蛋白质组的定义蛋白质组(Proteome)指由一个基因组或一个细胞、组织表达的所有蛋白质。在转录时，一个基因可以多种mRNA形式剪接，一个蛋白质组不是一个基因组的直接产物，蛋白质组中蛋白质的数目有时可以超过基因组的数目。2 .蛋白质组全谱分析的意义蛋白质全谱分析目的在于识别出生物组织、血液或提取物中尽可能多的肽和蛋白质混合物的组分，基于高精度液质联用技术的蛋白自全谱分析，可以对蛋白质混合物进行组分分析，并进行相应的生物信息分析包括蛋白质的鉴定、GO分类和代谢通路的分析等，为蛋白质组学提供有力工具。3 .全谱分析适用范围：蛋白质全谱分析适用于肽和蛋

2、白质的鉴定及特殊生理状态下的整体规律研究。4 .蛋白质全谱分析内容：1 .质谱原始数据格式转换，得到质谱峰图D10图3.数据统计：（左）每个质谱图对应的Peak数目分布（右）鉴定到的每个蛋白对应的多肽片段数分布4.查找特定生理状态下的特有蛋白质，进行后续个性化分析图4.对感兴趣的蛋白质利用STRING构建蛋白质互作网络5.分析流程图:图5.筛选到的关键蛋白三维结构展示（图像来自PDB数据，从左到右依次为:蛋白质三维结构，通路中蛋白蛋白相互作用，蛋白质与抑制剂的相互作用）图6.可能的关键蛋白的抑制剂及it原笫数据量自质X”分析J量白及X仞!分析图7蛋白质全谱分析流程图6.参考文献Szk1arcz

3、yk,D.,Franceschini,A.zKuhn,M.,Simonovic,M.zRoth,A.,Minguez,P.,DoerkszT.,Stark,M.,MU1Ier,J.,BorkzP.zJensen,1J.andvonMering,C.(2011)TheSTRINGdatabasein2011:functiona1interactionnetworksofproteins,g1oba11yintegratedandscored.Nuc1eicAddsRes.39zD561-D568Shannon,P.zMarkie1zA.,OzierzO.,Ba1igazN.S.,WangzJ.T

4、.,RamagezD.tAminzN.zeta1.(2003).Cytoscape:ASoftwareEnvironmentforIntegratedMode1sofBiomo1ecu1arInteractionNetworks,(Karp2001)z2498-2504.D.W.Heinz,W.A.BaaserF.W.Dah1quist,B.W.Matthews(1993)HowAmino-AcidInsertionsareA11owedinanA1pha-He1ixofT41ysozymeNature361:561.H.R.Drew,R.M.WingzT.Takano,C.Broka,S.T

5、anaka,K.Itakura,R.E.Dickerson(1981)StructureofaB-DNAdodecamer:conformationanddynamicsProc.Nat1Acad.Sci.USA78:2179-2183第二部分：蛋白质组定量分析1 .背景和意义蛋白质定量分析1C-MS/MS平台是对一个基因组表达的蛋白质或一个复杂的混合体系内所关注的蛋白质进行精确定量，并通过全面的生物信息分析对所得数据进行整合，获得相关蛋白质的功能信息.蛋白质定量分析不仅可以鉴定一个蛋白组，而且可以比较两个或多个不同的蛋白质组，可用于筛选和寻找任何有意义因素引起的两个或多个样本之间的表达差异蛋

6、白质谱，揭示细胞生理和病理状态的进程和本质，对外界刺激的反应途径，以及细胞调控机制，同时获得对某些关键蛋白的定性和功能分析。2 .适用范围：抗逆性机理、发育过程、代谢调控研究、特殊蛋白筛选等。3 ,分析内容：1.图谱定量信息提取得到蛋白图谱定量信息,定量信息提取就是从一级或二级图谱中提取特征峰的信号强度。图1.蛋白质二级质谱峰图2,据定量数据的肽段丰度比计算、蛋白质丰度比估计、差异显著性分析，得到确定的差异蛋白。a）通过蛋白质与肽段的对应关系，从肽段丰度比推断得出蛋白质丰度比;b）对一批蛋白质的丰度比进行统计分析，确定差异显著性，从而确定候选生物标志物。对样本间蛋白表达模式进行聚类。图2定量蛋

7、白质组数据，蛋白质丰度比统计（A：500个组织特异性蛋白样本蛋白质丰度比的hea1map：B:选择和mRNA的丰度比一致的组织特异性蛋白）图3关键蛋白的Go分析结果3 .对筛选到的候选生物标志物进行结构和功能分析，对未知功能蛋白搜索同源蛋白预测其结构域及生物学功能。StrROBCBCorOD1OZjONorMcaounaaocsbo4 .构建整合蛋白质互作网络，确定候选生物标志物参与的主要生化代谢GOMobai1arFuncbonCbtgebontam0HIteJtakMMytntfatanra9toMy(y),mcrat1trty(1A) ca11ute*(1)o1(20%)1c*Mk*iM

8、wrvc*m(V)mkrrv(2)Ira1NMeUtar(Ig)IGO19O mmrr*(37XorMocNton(1Z%) HucIqvHM) 0fgwrMnen(24)t*(Momt(2%)rtxnanr48)10C9Mme vacuo1e(t) WWMOtatod(0M途径及信号转导途径，揭示细胞生理和病理状态的进程和本质。挖掘候选关键蛋白的相互作用关系。对外界刺激的反应途径，以及细胞调控机制。4 .分析流程图原始质谱数据解谱提取定量数据标选差异蚩白确定候选生物标志定性及功图3蛋白质定量分析流程图5 .参考文献ZhangzX.,Zhou,J.,ChinzM.H.,SchepmoeszA.

9、A.,Petyuk,V.A.,WeitzzK.K.,Petritis,B.0.,eta1.(2010).Region-SpecificProteinAbundanceChangesintheBrainofMPTP-inducedParkinson,sDiseaseMouseMode1.JProteomeResz9(3),1496-1509.Isabe1Ruppen,1auraGrauzKeithAshman,eta1.Differentia1ProteinExpressionProfi1ingbyiTRAQ-2D1C-MSMSofhumanb1addercancerEJ138ce11stran

10、sfectedwiththemetastasissuppressorKiSS-Igene.Mo1Ce11Proteomics.2010.9(10):2276-91.第三部分：蛋白质修饰分析1 .背景和意义由mRNA表达产生的蛋白质需要经过蛋白质翻译后的化学修饰，即蛋白质修饰，来完成蛋白质的特定功能。化学修饰会引起蛋白质的结构和理化改变，进而引起蛋白质的活性和功能改变。蛋白质修饰包括磷酸化、乙酰化、糖基化等，是调节蛋白质功能的重要方式。例如，蛋白质的磷酸化与细胞信号传导、细胞周期调节、生长发育以及癌症机理等诸多生物学问题具有密切关系；蛋白质的乙酰化是调节蛋白质活性的一种重要方式；蛋白质的糖基化对

11、蛋白质的三维结构和功能具有重要影响；蛋白质的棕稠化对于跨膜蛋白质的活性具有重要的调节作用；蛋白质的硝基化和亚硝基化在蛋白质的氧化损伤方面具有重要作用。因此，对蛋白质修饰进行详细分析对阐明蛋白质的功能具有重要意义。2 .使用范围：细胞信号传导、细胞周期调节、生长发育，氧化机制研究，肿瘤与癌症机理研究等。3 .分析步骤：1 .找到特定蛋白对应的序列文件根据蛋白质的名称，找到蛋白质组中的特定蛋白对应的序列文件，下载后进行后续数据处理，序列下载可用网站包括NCBI、EB1等。2 .预测蛋白质的磷酸化位点、乙酰化位点和糖基化位点对蛋白质组学得到的重要蛋白质，进行功能位点预测，找到其中可能的磷酸化、乙酰化

12、、糖基化位点。磷酸化位点预测对应的软件包括GPS、PhosphoSitePIus等，乙酰化位点预测对应的软件包括ASEB.NetAcet等，糖基化位点预测对应的软件包括NetNGIyc、DiCtyoG1yC等。PredictedSites2PosittonCodoKnasPptteScoreCutoff33AGC1kak1ersrosarec14120949gi45O3O35rof36SACCnxnSRQSARECIAA2384004)口1SAGOTgeeonksoqnssrh11090949g4503035rfICMSACCONKSooNSSRHTWu17530949gH4503035r1.

13、105SAGCNKSQONSSRHTKAGO980949g40303rf108TAGCOONSSRHTKAGKTna1120043侬媪虹B117SAGCGKTDANSNSW*1063094904503(B5ref1119SAGCKTDANSNSW20410949gi4503035ref36SCAMKK1ersrosarecrar172143QiM503035M.104SCAMKOnksoonssretkas1498143g4503035ref108TCAMKOONSSRH二KAGKTN1573143g4503035ref56SCK1Qy1ee1vssreraic12991091gi450303

14、5r.57SCK1Y1EE1VSSREBAICA14291091g4503035re(100SCK1Tgeeonksqonssrh16231091gi4503035re104SCK1Qnksoonssretkas12991091g4503035Iref1105SCK1Wksqonssrhtkagk16751091514503035IrM117SCK1Xgktdansnsw*18051091g4503035ref119SCK1tTDANSNSW*16361091gi4503035re33SSTH1kakixrsrqsare:2832Otgi503035ref136SSTEK1CRSR。SARECRAR3.11206图1.预测得到的蛋白质磷酸化位点，包含磷酸化的位置、长度和打分信息。图中红色标识的残基为特定蛋白中具有磷酸化作用的残基位点。KATSttSquncP-