聊聊蛋白组学 一文“吃”透蛋白质组学方法

蛋白质组学种类

蛋白质组学分析是组学研究的一种，组学分析主要可以分为以下几种：

可能发生什么

基因组

转录组

正在发生什么

蛋白组

已经发生了什么

代谢组

蛋白组学分析手段

定性：

样本中都含有哪些蛋白，这些蛋白分别是什么

定量：

包括Label free/iTRAQ/TMT/SILAC/DIA等方法，研究的目的是同一蛋白在不同样本含量谁高谁低

翻译后修饰

除了定性和定量分析外，有些疾病或处理可能并没有导致蛋白本身的表达水平发生变化，而是翻译后修饰导致的，主要的研究方向有：

翻译后修饰：磷酸化、乙酰化、泛素化、甲基化

此外，还可以通过PRM/WB/ELISA靶向验证前期试验获得的数据是否可靠 (在没有抗体时可以使用PRM)。

定性和定量分析是蛋白组学最常用的分析手段。

蛋白质组学的流程

01

 蛋白质提取：

样本处理(液氮研磨、二氧化碳研磨、超声破碎等)，蛋白抽提、定量(Bradford、BCA法)、SDS-page跑胶等。

02

 肽段分析：

蛋白酶解、肽段抽提及纯化。(修饰类的蛋白在总蛋白中的占比较低，因此组学需在肽段提取好之后增加一步富集(磷酸化、泛素化、修饰化)

03

 LC-MS：

肽段进行一维色谱分离分级(级数可选)、质谱上级进行电离、分离、能量碰撞后获得试验碎片信息离子

04

 样本信息：

对质谱试验所获得的碎片离子进一步分析，还原出待测样本的肽段和蛋白的具体信息。

得到原始数据后，需要对原始数据进行质控，然后通过与参考基因组进行比对，进行组装和注释，最后才可以进行一系列分析。

组学分析的展示形式

热图

Heatmap通过聚类把表达模式相同的聚集到一起，通过颜色的深浅变化，直观体现每个蛋白在不同样品中的表达情况。

维恩图

能够找出各比较组之间共有和特有的蛋白在线的网站

http://jvenn.toulouse.inra.fr/app/example.html 。

在得到差异表达的基因后，可以通过KEGG、GO等数据库进行分析，选定要研究的通路或功能相关的蛋白。

常用的蛋白组学研究相关数据库

• Uniprot数据库
• Ensembl数据库
• KEGG数据库
• GO等数据库

数据分析后的验证

在得到自己想要的差异基因后，还需要通过QPCR、WB、ELISA、免疫组化的方式对分析的结果进行验证。

但是由于存在转录后调控、 蛋白质翻译水平调节和蛋白质降解等现象，转录水平的变化和蛋白水平的变化未必能完全对应，因此QPCR不是最有效的验证方式。