关注公众号

关注公众号

手机扫码查看

手机查看

喜欢作者

打赏方式

微信支付微信支付
支付宝支付支付宝支付
×

赛默飞世尔科技:为蛋白质组学提供深层次解决方案

2012.5.11

  定量蛋白试剂盒

  在蛋白分析相关的试剂消耗品方面,Thermo Fisher Scientific都是直接在仪器上开发的。由于试剂和仪器时配套的,从而能够提高分析效率。例如细胞培养氨基酸稳定同位素标记技术(SILAC)和串联质谱标签(tandem mass tag)试剂盒。

  细胞培养氨基酸稳定同位素标记技术(SILAC)

8585_201205111458263.jpg

SILAC的基本原理

  SILAC技术的基本原理是分别用天然同位素(轻型)或稳定同位素(重型)标记的必需氨基酸取代细胞培养基中相应氨基酸,细胞经5-6个倍增周期后,稳定同位素标记的氨基酸完全掺入到细胞新合成的蛋白质中替代了原有氨基酸。不同标记细胞的裂解蛋白按细胞数或蛋白量等比例混合,经分离、纯化后进行质谱鉴定。

  SILAC法弥补了质谱在定量方面的局限,与分析和生化处理过程具有很好的兼容性,SILAC法标记效率高、损失小;标记误差低,可靠性高。

  串联质谱标签(tandem mass tag)TMT试剂盒

8585_201205111458264.jpg

TMT试剂盒

  赛默飞世尔科技推出的串联质谱标签(tandem mass tag)试剂盒,被称为TMT,用于标记实验。TMT包含带有氨基活性基团的等量的串联质量标签,一个质量归一化的连接子,一个可断裂的化学键,和报告离子 (reporter ion)系列。使用这些试剂,研究者们能够在一个样本中专门标记肽和蛋白,然后进行相对或绝对的定量。该方法能够分析一个样品中的每一个单独的蛋白,可同时最多分析6个样品。


  蛋白质组学软件:击中目标

  Proteome Discoverer软件

  据David Horn先生博士介绍,蛋白质组学数据处理是非常复杂的,这里面有几个阶段:第一步就是把质谱原始数据转换为蛋白的鉴定结果。Thermo Scientific拥有的软件平台——Proteome Discoverer软件,这个软件有很多特点,其中一个最大的特点就是可以自己设置数据处理的流程或模式,有了这种功能,可以最大限度地发挥软件的功能。

  Proteome Discoverer软件的推出和很多实验室进行合作,将他们的要求增加进去,该软件的很多功能来自客户的发明和创造,最新版本的Proteome Discoverer也获得了来自中国实验室的技术。

  Proteome Discoverer既可以做定性,也可以做定量(包括同位素标记的定量和Label-Free的定量)。另外,一个主要的优点是可使用多个数据库搜索引擎,从多种裂解方法中分析信息,从而发现更多的翻译后修饰(PTMs),并提高多肽和蛋白鉴定的准确度。比如,在单次操作中,能同时分析CID(碰撞诱导解离)、ETD(电子转移解离)、HCD(高能C阱裂解)的数据,提供结果的序列、翻译后修饰和交叉确认信息。并且,从赛默飞世尔科技专有的、Z-Core算法(该算法分析由ETD产生的C-离子和Z-离子谱图)中获得的信息,能和CID谱图数据合并检索,在一个简单易读的格式中提高蛋白的覆盖率(protein coverage)。

  ProteinCenter软件

   当我们得到了一个蛋白质鉴定的结果和定量的数据,这并没有完成整个数据处理。最终还是要将这些结果转化为生物学的应用。因此,如何对获得结果进行生物学意义的解释说明,Thermo Scientific ProteinCenter软件的推出则解决了上述问题。

  ProteinCenter软件可以从一个非常大的蛋白数据库里获取数据,将质谱鉴定的结果解释为生物学上有意义的数据。该软件的特点是速度非常快,几分钟就能将鉴定的蛋白质在生物学上的意义进行阐释,将分析人员从先前大量的手工操作中解放出来。通过ProteinCenter软件,能得知蛋白的重要性,属于哪种类型,及其作用等等。

  ProSightPC软件

  另外一个在蛋白质组学处理部分较为重要的软件则是ProSightPC,该软件是Thermo比较有特色的产品,是与美国西北大学化学生物学家Neil Kelleher教授共同合作开发的。该软件主要针对自上而下(top-down)的蛋白质鉴定和表征而设计的,该软件无需酶切方法便可进行分析,从而得到蛋白异构体和更为完整的序列信息。

  除此之外,赛默飞还提供PinPoint软件,可利用来自Orbitrap、Q-Exactive的高分辨准确质量的数据,加速开发定量实验的流程。SEIVE软件可快速帮助解析来自于差异表达蛋白质和多肽的数据。SimGlycan软件,可识别和表征更多蛋白质、肽和翻译后修饰(PTMs)。

   当问到这些软件在操作上,对实验室的计算能力有何要求时,Andreas FR Huhmer博士讲到,软件在设计方面有了很大的改进,新算法的不断推出,分析速度大幅度提高,对计算机的要求反而降低。Thermo Fisher Scientific的相关软件产品都装在PC里一同提供给用户,因此用户不用担心如何安装等问题。且数据库现在都建立在本地电脑上,高分辨数据对计算机的搜索速度要求是逐渐降低的,由于搜索窗口缩小,所以对计算的要求会更少,PC计算机就已足够。


  定量低丰度蛋白生物标志物的增强型解决方案

  转化医学领域目前遇到的瓶颈即为如何对大量的生物标志物进行验证,从分析的角度上看,如何检测到这些低丰度的蛋白,并且能够实现很好的重复性,是目前分析的一大挑战。赛默飞世尔科技提供的KingFisher Flex全自动磁珠提取纯化系统和MSIA技术(质谱免疫)都属于免疫亲和的纯化技术,和对生物样品中低丰度的蛋白质浓缩,是检测低丰度蛋白的必备工具。

  MSIA技术(质谱免疫)

  2011年,Thermo Fisher Scientific收购了蛋白质组学样品制备公司Intrinsic Bioprobes(http://www.antpedia.com/news/82/n-164882.html),该公司提供的ZL质谱免疫(MSIA,Mass Spectrometric Immunoassay)技术,通过通用的MSIA tips,可灵活定制由低到高不同通量的免疫分析,简化免疫富集的同时,提高回收率和重现性。据Huhmer博士介绍,MSIA技术就是在tip里装有树脂,通过专有设备在树脂上结合不同的抗体,能方便地对血浆样品进行目标蛋白的纯化和富集。

8585_201205111458262.jpg

MSIA技术(质谱免疫)

  MSIA技术能对生物样品中低丰度蛋白进行浓缩,可快速稳定地分析血浆样品中的生物标志物,得到高确信度的数据结果。比如通过MSIA技术,能够在Q-Exactive质谱系统上快速进行血浆中生物标志物的验证分析,并且获得很好的重复性,检测水平能够达到pg/L。

  KingFisher Flex全自动磁珠提取纯化系统

8585_201205111458261.jpg

KingFisher Flex全自动磁珠提取纯化系统

  KingFisher Flex全自动磁珠提取纯化系统采用转移磁珠而非转移溶液的独特ZL原理,使得提取纯化效率大大提高。 该系统非常灵活,能够做到从20ul到5ml样品的自动化提取纯化。 对任何初始材料(从动植物样本、血液、土壤),可以提取纯化任何样品(从RNA、DNA、蛋白质到细胞),并得到高质量的产物。


  采访最后,Andreas FR Huhmer博士再一次强调,Thermo Fisher Scientific在蛋白质组学领域的战略,就是继续保持创新,并将前处理产品、色谱产品、质谱产品、以及蛋白质组学数据处理软件产品更好地整合在一起,为用户提供从产品、服务、技术支持的功能强大的完整解决方案。

  更多阅读:Thermo Scientific蛋白质组学应用专题

  

本文相关厂商
推荐
关闭