中科院Nature开源性刊物发表蛋白质研究新技术
来自中科院大连化学物理研究所的研究人员开发一种新型的同位素标记策略，可对6种不同的蛋白质样品进行可靠标记并进行同时定量。并证实这一策略适用于高通量检测蛋白质周转(turnover)动态。这一研究成果发表在国际著名刊物Nature旗下开源性刊物Scientific Reports上。
中科院大连化学物理研究所的邹汉法研究员和王方军博士是这篇文章的共同通讯作者。邹汉法研究员主要研究方向是生物分离分析新材料的制备、多维液相色谱和联用技术、血液净化工程及其临床应用、中药生物指纹谱的表征及其活性成分筛选、生物质谱检测的样品制备方法和新基体的发现。已在国内外学术刊物发表学术论文300多篇, SCI他人引用近千次。
利用液相色谱法结合串联质谱法(LC-MS/MS)，可以轻易地完成大规模蛋白质组鉴定和定量。在一次实验中可以鉴定和定量来自复杂生物样品成千上万种蛋白质。在整体水平上进行蛋白质组定量对于概述不同生物条件下蛋白质表达改变至关重要。体内代谢同位素标记和体外化学同位素标记已被广泛用于对蛋白质组进行精确定量。
细胞培养条件下稳定同位素标记技术(stable isotope labeling by amino acids in cell culture,SILAC)是一种简单的体内代谢标记策略，适应于活体培养细胞。而二甲基化同位素标记和同量异位素标记策略，诸如iTRAQ和串联质谱标记(tandem mass tag,TMT)，则适用于体外标记消化的蛋白肽。当前，同量异位素标记策略可在一次液相色谱法结合串联质谱法实验中平行定量8个样品。此外，结合 SILAC和iTRAQ技术可以对18个不同的蛋白质样品进行同位素标记。然而，由于蛋白质定量干扰，比值失真在iTRAQ中较常见，从而降低了蛋白质组定量的准确度。与之相反，SILAC和二甲基化标记定量方法依赖于MS1全扫描(MS1 full scan)，但每次试验却只能对3种蛋白质样品进行定量。
在这篇文章中，研究人员提出了一个二步稳定同位素标记策略，可在MS1水平上对6种不同的蛋白质样品进行可靠标记和同时定量。简要言之，就是在第一步中，在体内将同位素赖氨酸-d0(lysine-d0 ,K0)和赖氨酸- d4( lysine-d4 ,K4)掺入到细胞培养过程中不同的蛋白质样品中。然后，在第二步骤中，在体外，将2CH3、2CD2H、213CD3二甲基基团标记分别添加到三个K0 和K4标记的蛋白质样本上。由于这种同位素标记办法只能标记一个带有赖氨酸的肽，赖氨酸C(lysine C)被用作消化酶，确保消化肽包含赖氨酸。由此在单次实验中可对6个样本进行同位素标记及同时定量。最终，研究人员证实这种6个蛋白质样本标记策略，可以成功用于高通量研究蛋白质周转动态。研究人员表示相信，这是一项适用于开展各种类型高通量蛋白质定量分析的新技术。
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