定量蛋白質組學主流技術介紹（一）

  隨著生命科學研究進入到后基因組時代，蛋白質組學的研究逐漸成為核心內容之一。質譜技術的不斷發展和成熟，帶來了高通量、高靈敏度和動態范圍更廣的技術優勢，為蛋白質組學的研究提供了可靠的研究手段。近年來，定量蛋白質組學已經成為組學研究領域的熱點之一，可檢索到的相關文獻數目日益增多。
       定量蛋白質組學主要是對生物樣品（細胞、組織或體液等）中蛋白質的含量進行比較分析,不僅能鑒定出不同狀態下表達的蛋白質, 而且能對其豐度進行精確定量。這對識別功能模塊和路徑、生物標志物的發現和驗證，以及疾病的診斷、監測和治療等眾多領域都具有重要意義。
       

根據定量目的不同，定量蛋白質組學又可分為相對定量蛋白質組學和絕對定量蛋白質組學兩大類。相對定量蛋白質組學，也稱為比較蛋白質組學，是指對不同生理或病理狀態下，細胞、組織或體液蛋白質的表達量進行相對比較分析。絕對定量蛋白質組學是指測定蛋白質組中每種蛋白質的絕對量或濃度。本文主要介紹蛋白質組學相對與絕對定量的主流技術及其應用。
   目前基于質譜的蛋白質組學定量方法主要有5種，分別為Label-free、iTRAQ、SILAC、MRM和SWATH。簡述如下：
1.   Label-free
Label-free定量，即非標記的定量蛋白質組學，不需要對比較樣本做特定標記處理，只需要比較特定肽段/蛋白在不同樣品間的色譜質譜響應信號便可得到樣品間蛋白表達量的變化。例如，有2個組織樣品，分別提取蛋白質并酶解成肽段。然后每一個肽段樣品進行LC-MS分析，這樣就得到2個MS數據；對于1條肽段，其在2個樣品中的豐度（量）與其在MS1中的峰面積或信號強度成正比；
     

Label-free定量不需要標記處理，操作簡單，可以做任意樣本的總蛋白質差異定量。但只能單獨對單個樣本進行分析，分析通量較低，需要多次重復實驗，對實驗操作的穩定性、重復性要求較高，準確性也較標記定量差。
       2. iTRAQ 
       iTRAQ定量是目前定量蛋白質組學應用最廣泛的技術，該技術的核心原理是多肽標記和定量。iTRAQ試劑盒包括4種（114、115、116和117）或8種（113、114、115、116、117、118、119和121）相同質量的胺活性試劑，能對蛋白質水解的肽段進行標記，然后用質譜技術對這些多肽進行定量分析，從而簡化了定量的復雜性，最終通過多肽定量值回歸到蛋白的定量值，從而測定出不同樣本之間蛋白質的差異。這種簡單的基于肽段的iTRAQ工作流程，突破了很多局限性，可應用于蛋白質定量方面的全面研究，包括蛋白質翻譯后修飾的定量，親和純化樣品所得蛋白質和膜蛋白的定性定量。

         

iTRAQ定量不依賴樣本，可檢測出較低豐度蛋白，胞漿蛋白、膜蛋白、核蛋白、胞外蛋白等，且定量準確，可同時對8個樣本進行分析，并可同時得出鑒定和定量的結果，特別適用于采用多種處理方式或來自多個處理時間的樣本的差異蛋白分析。
(未完待續)

注：作者是基云^® 生物負責 iTRAQ及MRM蛋白定量項目的研究人員，版權所有，未經許可，禁止轉載！