多肽组学

多肽组学基本简介

生物学活性多肽是指在生物机体的生命活动过程中具有多种生物学功能的多肽， 包括信号分子（例如细胞因子、生长因子和肽激素），抗菌肽以及功能未确定或来自疾病特异性酶切的其他小蛋白碎片及肽段，分子量最高达 30 kDa。这些小分子肽被越来越多的研究证实具有重要的生物学意义，因此越来越多的研究倾向于这类小分子肽，即多肽组学。

多肽组学（peptidome），即通过多种方法系统、全面、定性及定量的研究从特定时间和位置获取生物样本中的内源性肽段的一门学科。多肽组学在组学研究领域具有重要作用，是对蛋白质组学的补充，是蛋白质组学和代谢组学之间的桥梁。通过多肽组学可以更好地理解蛋白酶的功能和消化过程，寻找具有生物学意义的多肽标志物，筛选具有生物学活性的潜在治疗药物。

      生物学活性多肽主要包括：

标准的蛋白质组学方法并不适合多肽组学研究，因为多肽组学检测更低的分子量且需要特殊的数据库支持。

多肽组学研究的流程主要包括样品前处理、多肽富集（根据实验目的选取合适的方法富集多肽）、质谱分析、数据分析等，多肽组学常规工作流程如下：

1、多肽样本前处理

• 样品准备中应特别注意蛋白酶活性抑制

        一般在样品准备中添加蛋白酶抑制剂，另外可采用热处理（>80℃）、超声等方法

• 多肽富集：空间排阻色谱法，超滤法，沉淀法

       超滤法：适合绝大部分样品，常规3KD/10KD过滤

       沉淀法：适合血清/浆样品预处理，常规TCA/丙酮/乙腈

       相比蛋白组，减少酶切步骤，增加分子量过滤步骤

2、质谱实验及数据分析

• 基于高分辨质谱的bottom-up分析：与常规蛋白组检测方法相似

  
  

• 多肽数据库

  常规蛋白质数据库：主要为完整分子量的蛋白质+生物活性多肽，如uniport（不建议swissprot）

  多肽数据库：其他生物活性肽分类库，如神经肽、抗菌肽、抗癌肽等数据库（见附录）

3、生物信息学分析

• 类似于常规的蛋白质功能注释：GO/KEGG/COG…

• 蛋白酶预测：Enzyme Predictor

• 多肽功能预测：生物活性预测，信号肽预测

目前，多肽组学的研究具有重大的意义，并且也有很多优势：

技术优势：

      1、非抗体依赖，肽段检测无偏向性，通量更高；

      2、可同时进行肽段的序列鉴定及定量分析； 

      3、基于高精度质谱，更高的分辨率、灵敏度和重复性； 

      4、De Novo方法既可以鉴定已知肽段，也可以检测未知肽段，寻找新的活性肽。

多肽组学的应用涉及很多个领域：

针对不同的样本有不同的实验方法，但目的都是要富集到高质量的多肽。多肽组学的样品送样量以及注意事项与蛋白质组学一致，但是由于多肽组学富集到的肽段都是小肽，本身的量比较少，特别是血清/血浆，送样量至少要有1ml左右，且实验前最好知道想要富集的多肽的分子量，以选取合适的实验方法。

多肽组学项目注意事项：

• 送样量：建议>蛋白组送样量，做好蛋白酶抑制

• 分子量筛选方法、范围

• 肽段定量

• 酶切问题

• 数据库

• 特殊生物信息学

  附1:生物活性肽数据库

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