上海生科院：預處理提高定量蛋白質組數據鑒定效率

　　11月30日，國際學術期刊《分子與細胞蛋白質組學》（Molecular & Cellular Proteomics）在線發表了中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所系統生物學重點實驗室曾嶸研究組與美國范德堡大學定量科學中心石瑜研究組的最新合作研究成果，揭示了穩定同位素化學標記高精度質譜數據中高豐度、高頻率噪音離子的去除可以顯著提高蛋白質鑒定率。

　　在定量蛋白質組學研究中，穩定同位素標簽結合高精度質譜儀可以在一次實驗中對多個樣品進行相對定量比較，這種策略比非標記定量具有更高的精確性。另一方面，體外化學標記相對于體內標記方法如SILAC，具有更高的樣品通量和普適性，使得體外化學標記在定量蛋白質組學研究中得到了廣泛的應用。對于該策略得到的肽段二級質譜譜圖，其中的報告離子用于定量，而其他離子則用于鑒定該肽段。但報告離子以及其伴生離子并未包含多肽序列信息，這些離子會降低數據庫搜索鑒定的敏感性和準確性。由于定量是建立在數據庫鑒定的基礎之上，在數據庫搜索前對質譜數據的預處理就尤為重要。

　　在曾嶸研究員和石瑜教授的共同指導下，盛泉虎、李榮霞和戴捷等人對穩定同位素化學標記數據首先進行了高豐度、高頻率離子的分析，然后進行了16種不同組合的數據預處理，最后用5 種不同搜索引擎進行了數據庫搜索分析。研究表明，在高精度質譜數據中，存在大量穩定同位素標簽相關的高豐度、高精度離子。結合各種預處理方法，判別和去除這些離子可以提高四標數據16.3%的鑒定譜圖，13.9%的鑒定肽段以及6.6%的雙肽段鑒定蛋白質。對于八標復雜數據，預處理方法則可提高50.2% 的鑒定譜圖，39.5%的鑒定肽段以及25.2%的雙肽段鑒定蛋白質。這表明，標記通道的增加，在提高樣品通量的同時，也引入了更多的伴生離子，判別和去除這些離子可以更顯著提高鑒定的敏感性。

　　基于組學大數據和系統生物學平臺，曾嶸研究組通過多年努力自主開發了一系列蛋白質組數據分析技術，該工作建立的方法與此前的Buildsummary，ProteomicsTools, SRMBuilder 等工具一起 （Sheng et al., J Proteome Res 2012； Su et al., JMCB, 2014），形成了更加完善的蛋白質組學工作流程。

　　該研究工作得到了國家科技部和國家自然科學基金資助。

示意圖：預處理可以顯著提高譜圖、肽段和可靠蛋白質的鑒定率