上篇我們介紹了Label free和iTRAQ這兩種蛋白相對定量技術,下面我們將繼續介紹定量蛋白質組學的其他技術路線。
1. SILAC
細胞培養穩定同位素標記技術(sILAC isotope Labeling with Amino acids in Cell culture )是在細胞培養過程中,利用穩定同位素標記的氨基酸結合質譜技術,對蛋白表達進行定量分析的一種新技術。兩組細胞同時培養,A組添加的是正常的“輕型”氨基酸,B組含有穩定同位素標記的“重型”氨基酸,細胞傳達若干代后,穩定同位素標記的氨基酸完全摻入到蛋白質中,取代了原有的氨基酸。將兩組細胞混合后提取蛋白,通過質譜鑒定可出現兩段峰值,低分子量的肽段含輕型氨基酸,來源于A組,高分子量的肽段含重型氨基酸,來源于B組。如果SILAC肽段對呈現1:1的比例,則兩組樣品中此蛋白的豐度無異,反之則有差異。
sILAC屬于體內標記技術,從源頭引入質量差異,最大程度的降低了實驗系統誤差,更接近樣品真實狀態,不僅適合于進行全細胞蛋白分析,還適合于膜蛋白的鑒定和定量,每個樣本只需要幾十微克的蛋白量。SILAC定量適用于活體培養細胞的分析,對多個樣品或同一樣品不同條件下全細胞蛋白或亞細胞蛋白進行差異比較。
2. MRM
質譜多反應監測技術(mRM)是一種基于已知或假定的反應離子信息,有針對性地選擇數據進行質譜信號采集,對符合規則的離子進行信號記錄,去除不符合規則離子信號的干擾,通過對數據的統計分析從而獲取質譜定量信息的質譜技術。該方法首先檢測到具有特異性的母離子,然后只將選定的特異子離子進行質譜信號的采集。最終,通過合成同位素形成的目標肽段,將已知濃度的內標肽與待測樣品混合,選擇特定母子離子對獲得不同的色譜檢出信號,比較兩者的信號強度值,實現目的蛋白質的絕對定量。
3. SWATH
sWATH是瑞士蘇黎世聯邦理工學院的Ruedi Aebersold 博士及其團隊與AB-SCIEX于2012年聯合推出的一項全新的質譜采集模式技術,是MS/MSALL技術的一種擴展。與傳統的shot-gun技術相比,SWATH采集模式能夠將掃描區間內所有的肽段母離子經過超高速掃描并進行二級碎裂,從而獲得完整的肽段信息,是一種真正全景式的、高通量的質譜技術。
應用SWATH采集模式,一次實驗即可獲得完整的定量與定性結果,無需進行方法優化。它可以采集樣品中所有化合物的信息,可以對所有化合物進行追溯、查詢和分析。定量方法采用高分辨模式,可以消除干擾,提高選擇性,且定量能力可與三重四級桿質譜相媲美,靈敏度和動態范圍與SRM分析水平相當。
sWATH 定量方法基于提取 Transition 峰面積計算出肽段含量,通過肽段含量推理出蛋白質含量的方法。SWATH 定量應用到 proteome-wide 水平就產生了 SWATH 定量蛋白組,以此方法為基礎可以迅速鎖定幾個樣品間的差異蛋白質(類似于 iTRAQ 定量蛋白質組)。針對亞細胞結構、細菌、真菌、細胞分泌物等樣本,SWATH定量的效果非常好。