非靶向蛋白質(zhì)組學(xué)旨在全面地分析生物樣品中的所有蛋白質(zhì),而不是關(guān)注特定的蛋白質(zhì),有助于研究蛋白質(zhì)組的復(fù)雜性和發(fā)現(xiàn)新的蛋白質(zhì)標(biāo)志物。蛋白質(zhì)測序是確定蛋白質(zhì)氨基酸序列的過程。它是生物學(xué)研究中的重要技術(shù),用于了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能,以及研究與蛋白質(zhì)相關(guān)的生物學(xué)過程。非靶向蛋白質(zhì)測序則是一種全面性的蛋白質(zhì)組學(xué)方法,旨在分析生物樣本中的所有蛋白質(zhì),而不是有選擇地測定特定的目標(biāo)蛋白質(zhì)。這種方法也稱為全蛋白質(zhì)組學(xué)(shotgun proteomics)。
非靶蛋白組學(xué)測序的特點(diǎn)
廣泛的覆蓋范圍:嘗試識別樣品中所有可檢測的蛋白質(zhì),而不僅限于特定的一組蛋白質(zhì)。
發(fā)現(xiàn)導(dǎo)向:這種方法適用于探索性研究,其中研究目標(biāo)不是驗(yàn)證特定假設(shè),而是發(fā)現(xiàn)新的模式、連接或者蛋白質(zhì)功能。
非靶蛋白組學(xué)測序的一般步驟包括:
1、樣品制備:
從生物樣本中提取蛋白質(zhì),并對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚,例如蛋白質(zhì)降解、還原和烷化。
2、液相色譜質(zhì)譜分析:
使用液相色譜質(zhì)譜技術(shù)(LC-MS/MS)將蛋白質(zhì)樣品分離并進(jìn)行質(zhì)譜測定。這可以將樣品中的蛋白質(zhì)分為許多片段,這些片段可以用于鑒定和定量。
圖1. 非靶向蛋白質(zhì)組學(xué)
3、數(shù)據(jù)分析:
將質(zhì)譜數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中已知的蛋白質(zhì)序列比對,以鑒定樣品中存在的蛋白質(zhì)。此外,也可以使用未知蛋白質(zhì)的分析方法來鑒定新的蛋白質(zhì)。
4、定量分析:
通過質(zhì)譜信號的強(qiáng)度來定量每個鑒定的蛋白質(zhì),以了解它們在樣品中的相對豐度。
5、生物信息學(xué)分析:
將鑒定和定量的蛋白質(zhì)與生物學(xué)功能、通路和代謝網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)信息進(jìn)行關(guān)聯(lián),以獲得更多關(guān)于樣品的生物學(xué)見解。
應(yīng)用領(lǐng)域
生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn):在疾病診斷、藥物治療反應(yīng)監(jiān)測等領(lǐng)域,非靶蛋白組學(xué)可以用來發(fā)現(xiàn)新的生物標(biāo)志物。
疾病機(jī)制研究:通過比較健康和疾病狀態(tài)的組織或細(xì)胞的蛋白質(zhì)組,可以幫助理解疾病的分子機(jī)制。
藥物作用機(jī)理:探索藥物處理對細(xì)胞蛋白質(zhì)組的影響,揭示藥物的分子靶點(diǎn)和作用機(jī)理。
系統(tǒng)生物學(xué)研究:在系統(tǒng)生物學(xué)中,非靶蛋白組學(xué)有助于構(gòu)建細(xì)胞和組織的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò),理解復(fù)雜的生物學(xué)過程。