產品測評與應用!4D label free磷酸化/4D-DIA磷酸化助力更精準的高深度磷酸化蛋白質組學研究-環球風云-資訊-生物在線

產品測評與應用!4D label free磷酸化/4D-DIA磷酸化助力更精準的高深度磷酸化蛋白質組學研究

作者:上海吉凱基因醫學科技股份有限公司 2022-05-30T11:23 (訪問量:9207)

蛋白是生命活動的直接執行者,但蛋白并不是在翻譯后就能夠直接行使功能的,大多數的蛋白往往需要進行翻譯后修飾。目前已發現的蛋白翻譯后修飾類型有300多種,其中蛋白磷酸化(Phosphorylation)是最廣泛的一種蛋白翻譯后修飾。

1. 幾乎參與所有生命活動,生命活動調控開關
在哺乳動物細胞生命周期中,大約有1/3的蛋白質發生過磷酸化修飾。在脊椎動物基因組中,有5%的基因編碼的蛋白質是參與磷酸化和去磷酸化過程的蛋白激酶和磷酸酶。蛋白質的磷酸化和去磷酸化這一可逆過程幾乎調節著包括細胞的增殖、發育、分化、信號轉導、細胞凋亡、神經活動、肌肉收縮及腫瘤發生等過程在內的所有生命活動。
2. 熱點研究方向,研究角度新,助力高價值激酶/藥靶發現
Letpub數據顯示2021年國家自然基金批準的磷酸化研究突破了300項,總資助金額超過1.4億。磷酸化修飾對于癌癥、神經退行性疾病、免疫疾病、藥理、毒理機制研究等領域具有重要的研究意義,為識別關鍵磷酸化事件、關鍵信號通路和調控機制提供了一個獨特的視角,有助于發現疾病靶點和生物標志物,輔助疾病的診斷與治療。


磷酸化蛋白質組技術難點
近年來蛋白質組學技術的發展和應用為磷酸化蛋白質的定性、定量和功能研究提供了必要的技術,使大規模和系統性進行磷酸化蛋白質研究成為可能。但磷酸化蛋白質技術仍面臨一些技術挑戰:

1. 磷酸化檢測難度高
磷酸化蛋白含量少,化學計量值低,磷酸化肽段很容易淹沒在大量非磷酸化肽段中。受限于儀器分析靈敏度,只有當磷酸化肽段富集后才能使磷酸化肽段檢測變得相對容易。同時也需要更高的質譜掃描速度和靈敏度來鑒定到低豐度的磷酸化肽段。
2. 同分異構肽段磷酸化位點的精確識別
兩個同分異構體的磷酸化肽段,分子序列完全一樣,只是發生磷酸化修飾的位置不同。面對這樣微小的差別,傳統蛋白組學質譜平臺不能對這些共洗脫的同分異構肽段進行分離,從而可能會導致出現錯誤定位的問題。
3. 定量重復性/穩定性問題
同一蛋白在不同樣本中能否重復檢測到?同一樣本重復檢測,定量值是否一致?這是任何一項生物學研究都需要面對的問題。


4D label free磷酸化/4D-DIA磷酸化:當前更好的選擇
離子淌度的引入,把蛋白質組學帶入的4D 蛋白質組學時代?;趖imsTOF Pro/Pro2平臺建立的4D磷酸化蛋白質組,為實現磷酸化定量蛋白組分析帶來了更優秀的解決方案。

技術優勢1:4D儀器讓磷酸化位點鑒定更準確
4D平臺引入的離子淌度分離能根據肽段的離子遷移速度,將修飾位點定位相近的同分異構多肽有效區分,提高位點定位可靠度。因此,4D修飾組學帶來的更精確位點定位,為后續位點驗證及功能實驗提供更可靠基礎。
4D儀器平臺有效區分同分異構單磷酸化肽DYSTLTSVSSHDSR

技術優勢2:4D儀器讓磷酸化鑒定深度更深
測試數據表明,200 μg hela細胞,90分鐘4D label free磷酸化和4D-DIA磷酸化檢測,均能實驗高深度磷酸化鑒定。相比傳統label free磷酸化檢測技術,4D label free磷酸化檢測能力提升60%,4D-DIA磷酸化檢測能力甚至提高了1.2倍!

技術優勢3:4D-DIA磷酸化數據缺失值少,定量重復性高,是大樣本磷酸化檢測推薦技術
相比4D label free技術(DDA技術),4D-DIA磷酸化蛋白質組學為全景式掃描,數據缺失值少,鑒定與定量結果的可重復性更高,數據可回溯。測試結果表明,4D-DIA磷酸化的三次技術重復性達85%,定量相關性在0.9以上。
DDA定量相關性 vs DIA定量相關性

磷酸化蛋白質組技術選擇建議
磷酸化蛋白質組技術存在不同技術路線,每種技術有其技術優勢,可根據樣本數量以及對數據質量的要求進行綜合選擇,例如樣本數≥30例,就可以考慮用4D-DIA磷酸化蛋白質組技術。各類技術特點如下:

吉凱基因憑借多年在靶標篩選及驗證服務領域的技術積累,建立的標準化 、工程化 、系統化的GRP平臺,為中國研究型醫生提供科研服務,加快科研成果轉化。其中,多組學平臺包含蛋白質組學平臺和高通量測序平臺:

·蛋白質組學平臺擁有多臺timsTOF Pro、Exploris 480高精度質譜儀,專業的Spectronaut Plusar、Mascot等分析軟件,提供專業的4D、DIA、TMT、PRM、磷酸化修飾組、Olink蛋白質組等檢測服務,強大的機器學習算法、IPA分析、蛋白基因組分析服務,系統的生物標志物、分子分型、藥物靶點、基因功能研究等解決方案,真正讓廣大研究型醫生的科研工作更省心、更省力、更高效;

·高通量測序平臺分為常規測序服務和單細胞測序服務:單細胞測序擁有10x和BD兩個平臺,提供單細胞RNA-seq、單細胞核測序、單細胞混樣RNA-seq、單細胞TCR/BCR、單細胞(RNA+ATAC)、空間轉錄組測序等服務;常規測序服務提供meRIP-seq(m6A/m1A/m7G/m5C 等RNA甲基化修飾測序)、acRIP-seq(ac4C RNA乙?;揎棞y序)、ATAC-seq、Ribo-seq(翻譯組測序) 、mRNA/miRNA/LncRNA/circRNA-seq、全轉錄組測序(兩文庫/三文庫)、外泌體miRNA/LncRNA-seq、WGS/WES、WGBS、RRBS、BSAS等服務。
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