蛋白定量

p 　　近日，有机构发布最新研究报告显示，到2025年，全球蛋白检测及定量市场有望达到30亿美元。报告指出，未来几年，在低浓度下进行蛋白估算以监控其变化的分析方法将驱动市场增长。 br/ /p p 　　各国政府和组织通过增加基金投入来鼓励蛋白质组学领域的科学研究，因此，报告预测，未来几年，蛋白检测和定量市场将以显著的速度增长，如Human Proteome Organization, National Cancer Institute (NCI) 和 Genomic Health Inc.等组织提供资金以支持蛋白质组学领域相关的研发和产品开发。 /p p 　　在分子水平上研究以了解慢性疾病并开发出解决方案的需求不断增加，这些都成为刺激相关组织制定基金研发计划的因素。美国国家癌症研究所(NCI)的公共健康基因组学计划推动了公共卫生癌症研究中的精准医疗和基因组学一体化研究进程，以减少全球癌症研究的负担。 /p p 　　虽然科技的发展不断简化蛋白估算，但在某种特定条件下，技术手段和实验的高昂成本影响了这些实验和技术手段的应用，例如，研究人员认为用于功能蛋白研究的质谱非常贵并且分析速度也缓慢。在质谱目标分析实验中，每一个靶标都要求有定制化抗体，以用于分析肽的亲和免疫浓缩，这一过程被认为成本很高并且时间较长。 /p p 　　报告还指出，比色法在实验室分析中使用的试剂和溶液最多，是最主要的分析方法，免疫法和光谱法被预测为同比增长最快的两种方法，而判断市场的依据是FTIR和SMCxPRO等技术的发展。由于采用这些方法，临床诊断有望成为未来几年增长最快的领域。 /p p 　　就应用领域方面，作为用于药物发现过程中生物分子评估中的科学技术的在药物发现过程中的靶标分析和其他过程的使用最多，而且，报告认为，学术机构是这类科学实验和临床诊断实验室发展最快的组织。 br/ /p p 　　地域方面，由于大量的蛋白质组学项目的实施，北美地区占了最大的份额，而亚太地区的卫生健康基础设施的改变也带动了市场对此类产品的需求，因此，亚太地区有望成为最赚钱的地区。 /p p 　　此外，报告认为，配件和试剂由于使用广泛或与仪器配套使用，消耗品的市场也非常可观。 /p p 　　 /p p br/ /p

2015年CNHUPO生物质谱高级研讨会（上海-北京） -- 主题：蛋白定量邀请函（第一轮通知） 为积极促进我国生物质谱技术和蛋白质组学技术的发展和应用，加强国内外相关研究领域的专家学者之间的交流与合作，提升研究队伍理论和技术水平，拟定于2015年1月20日和1月22日在上海/北京举办“2015年上海-北京CNHUPO生物质谱高级研讨会--主题：蛋白质定量”。本次会议由中国人类蛋白质组组织(CNHUPO)主办，赛默飞世尔科技（中国）有限公司独家赞助。 本次会议特邀Dr. Mike MacCoss (University of Washington), Dr. Robert Everley (Harvard Medical School-Steve Gygi Laboratory)，和张玉奎院士，钱小红教授，曾嵘教授，刘斯奇教授，张丽华教授，贺思敏教授，邓海腾教授等多名国内知名专家围绕生物质谱在蛋白定量上的应用做专题报告。会议热忱欢迎各位同行、学者参加。现就会议有关事宜通知如下：一、会议时间2015年1月20日(周二)全天：上海邀请报告会2015年1月22日(周四)全天：北京邀请报告会 二、会议地点2015年1月20日上海邀请报告会：见第二轮通知 2015年1月22日北京邀请报告会：见第二轮通知 三、报名方式请有意参会者务必在2014年12月31日前将“报名回执表”以电子邮件反馈至会务组，或进行在线注册，请注明参加上海的还是北京的报告会。我们将根据“报名回执表”统计参会人数并发送第二轮会议通知。本次会议不接受现场注册。 四、会务费用会议费用：不收会务费。参会者交通和住宿等费用自理。会议提供午餐，茶点，以及晚宴。 五、会务组联系方式刘晓慧（复旦大学）：021-54237961 liuxiaohui_fudan@sina.cn于翌婷（赛默飞）：13127766615 yiting.yu@thermofisher.com 2015年CNHUPO生物质谱高级研讨会参会回执 我们将根据“报名回执表”统计参会人数并发送第二轮会议通知。您也可以登录 www.thermo.com.cn/Invitation116.html 在线报名。 中国人类蛋白质组组织(CNHUPO)赛默飞世尔科技（中国）有限公司2015年12月19日

今天的蛋白组学研究中，研究人员们在转化研究，生物标志物发现，甚至单细胞分析等过程中，不止是追求简单的鉴定，更多的需要获取准确可靠的定量信息，用以理解生物学问题。 他们需要使用精确的定量检测方法来表征生物系统之间的差异，对大量样本进行高置信度、高通量的表征，验证生物学假说。在刚结束的USHUPO中，赛默飞正式推出了全新的Velocity LFQ DIA 工作流程。 该平台基于Thermo Scientific Orbitrap 超高分辨质谱仪、Thermo Scientific Vanquish NEO UHPLC 系统以及高效的 Thermo Scientific µ PAC UHPLC 色谱柱技术，具有优异的定量性能，蛋白组深度覆盖，并可轻松实现高通量分析，匹配今天研究人员们对定量蛋白组学研究的需求。 下面就由小编给大家介绍该平台的工作流程，并展示其在定量表征、蛋白组覆盖度和方法通量中的性能。WorkflowVelocity LFQ DIA 工作流程Velocity LFQ DIA 工作流程组成如图1 所示，包括Vanquish Neo UHPLC 系统和µ PAC Neo UHPLC 色谱柱用于色谱分离，Easy-Spray 纳升离子源和 Orbitrap Exploris 240/480 用于质谱数据采集，Spectronaut软件用于数据分析。图1. Velocity LFQ DIA 工作流程示意图（点击查看大图）色谱分离：大队列研究中需要有稳健的色谱设置（分离技术、色谱柱等），确保系统长期稳定运行。 Vanquish Neo UHPLC 系统可实现高重现性，并可进行多种类型的 LC-MS 实验。 新的色谱分离技术同样也可提高系统稳健性，例如基于微阵列的 µ PAC Neo 色谱柱，可提高分析灵敏度和保留时间稳定性 [1] 。质谱分析：除了稳健性和重复性之外，可靠的鉴定和定量在蛋白组学研究中十分重要。 Orbitrap 技术可提供高质量精度以及高分辨率，是复杂 DIA 扫描中可靠鉴定，以及准确、精确检测并分辨离子类型的关键因素。数据分析：DIA谱图中为混合母离子碎裂后所得的混合子离子谱图，通常需要使用谱图库方法进行解析。 但是，随着数据分析软件（例如，使用机器学习方法模拟预测获得高质量的谱图库）的发展，无需谱图库的方法成为了节约时间和成本的一种选择。Key WordsVelocity LFQ DIA 工作流程三个关键词：定量、覆盖度、通量为了深入展示 Velocity LFQ DIA的性能，我们建立一个稳健、高重现性的工作流程，可实现复杂样品中蛋白的准确鉴定和定量。 其中使用了两个不同的混合样品，包括两种蛋白组和三种蛋白组混合样品（图2），质谱数据采集使用OE240质谱仪。图2. Velocity LFQ DIA 工作流程性能展示所使用的的实验设计。 A，两种蛋白组混合样本，包括高含量的人类肽段背景（800 ng Hela 酶解肽段），低到中含量的 Ecoli肽段，比值为1:2:4:8； B，三种蛋白组混合样本，中等含量的人类肽段背景（325 ng Hela 酶解肽段），以及酵母和Ecoli肽段，比值分别为1:0.5和1:4。 这些混合样本分别模拟生物样本中的上调和下调蛋白表达情况。 （点击查看大图）01出色的定量性能分别对上述两种样本进行30min的LC-MS采样，数据采用Spectronaut16，directDIA的方式进行数据分析，肽段和蛋白的FDR均小于1%。Ecoli和hela的混合样本中，ecoli蛋白在4个样本中的3个不同比值均十分接近理论比值，且所有数据点在中位数附近分布很窄，展示了Velocity LFQ DIA工作流程的高定量准确性和精密度（图3A）。 此外，技术重复间肽段的 CV 值均小于 7%（图3B），说明该工作流程具有高定量精密度。图3. 工作流程的定量准确性和精密度展示，使用两个蛋白组混合样本。 A，Ecoli蛋白三个不同比值下的实际比值，以箱型图展示，橙色虚线为理论比值； B，4个不同比例下肽段丰度CV的小提琴图。 （点击查看大图）同时，使用Velocity LFQ DIA工作流程可获得约5个数量级的人类蛋白动态范围（图4A），有助于低丰度蛋白的发现。 在高含量的hela肽段背景下，使用该工作流程可发现很多细菌体内的重要蛋白，包括与转录翻译相关，以及人类干扰素诱导相关的ecoli蛋白。 另外，选取了Ecoli中十个丰度最低的蛋白，发现它们在不同样品间的实际比值依然十分接近理论比值（图4B），说明该工作流程即使在低丰度蛋白情况下仍可获得高定量准确性。图4. A，两个蛋白组混合样本的蛋白丰度分布； B，Ecoli中十个丰度最低蛋白的实际比值与理论比值偏差 （点击查看大图）在三个蛋白组混合样本中，Velocity LFQ DIA工作流程同样展示了出色的定量性能。 实际比值与理论比值之前偏差02深度蛋白组覆盖使用Spectronaut16的directDIA方法分析两个蛋白组样品，在不损失定量性能的同时，可获得深度蛋白组覆盖。 然后使用第三方软件DIA-NN [2] 分析相同的数据集，可获得与sp16类似的结果。 当使用Spectronaut17软件时，改善的directDIA+方法可提高30%的母离子鉴定，及10%的蛋白鉴定（图6），30min梯度内，不使用谱图库可获得接近7000个蛋白鉴定。 这表明Velocity LFQ DIA工作流程不仅可获得出色的定量性能，也可实现深度蛋白组覆盖，此外也说明了不使用谱图库可作为一种有效的DIA数据分析方法。 如果想进一步提高蛋白组覆盖深度，也可通过建立合适谱图库的方法实现。图6. 使用library free方法分析两个蛋白组样品可实现深度蛋白组覆盖。 柱状图比较了三个不同的软件（或版本）所得的蛋白和母离子数目，FDR03高通量流程在上述所展示的Velocity LFQ DIA工作流程中，有效梯度为30min，实际时长为每针39min，可提供每天分析 36个样品的通量。 另外，在一些大队列研究中，研究人员需要更高的分析通量。 在Velocity LFQ DIA工作流程中使用了Vanquish Neo液相，其使用灵活，且经过优化样品吸取、上样、色谱柱清洗和平衡等流程，可有效提高质谱利用率 [3] ，可方便研究人员根据项目需求，进一步提高样品通量。04工作流程稳健性为了验证Velocity LFQ DIA工作流程的稳健性，从一个持续两个月时间（使用同一根色谱柱）的项目中选取其中的一部分数据作为展示。 采用 200 ng Hela肽段，DDA实验作为系统性能的 QC，在两个月内间歇运行，梯度为67min，结果如图7所示。 由结果可知，肽段和蛋白的鉴定数字在整个500小时的项目中（总上样量约为130 µ g）保持一致（鉴定数字变化在5%以内）。 这说明了色谱柱，色谱分离以及质谱的稳健性，这对大队列研究十分重要，是获得良好数据的基础。图7. 两个月的使用时间内，肽段和蛋白鉴定的重现性。 在整个实验周期中，间歇运行DDA QC实验，数据分析使用CHIMERYS算法。 （点击查看大图）小结Velocity LFQ DIA工作流程结合了 Vanquish Neo 系统，µ PAC Neo色谱柱以及 Orbitrap 超高分辨质谱仪，是高通量非标蛋白组DIA鉴定和定量的一种理想工作流程。采用30min梯度的OE240方法展示了该工作流程的主要性能特点： 出色的定量深性能、蛋白组深度覆盖和分析高通量。Velocity LFQ DIA工作流程适用于需要高通量、稳健性、高准确性精密度定量性能和深度蛋白组覆盖的定量蛋白组学研究。