專利名稱：用于一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量方法的數(shù)據(jù)分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一個用于一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量方法的數(shù)據(jù)分析方法。
背景技術(shù)：
定量蛋白質(zhì)組學(xué)方法正在不斷的完善和創(chuàng)新中，近來，一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量的蛋白質(zhì)組學(xué)方法越來越受到關(guān)注和重視，但是目前缺乏有效的、自動化的大規(guī)模數(shù)據(jù)分析方法，僅有的一個相關(guān)分析軟件Isobaric Q，主要是基于MASCOT搜索引擎產(chǎn)生的數(shù)據(jù)結(jié)果，而且不能用于所有的一級相同質(zhì)量，二級b，y碎片離子對定量的蛋白質(zhì)組學(xué)方法。另外，一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量的蛋白質(zhì)組學(xué)方法在提供準(zhǔn)確定量結(jié)果的同時，在定性方面，由于二級b，y碎片離子對共存的現(xiàn)象，可能會降低目標(biāo)肽段的 搜庫分?jǐn)?shù)，導(dǎo)致肽段定性信息的丟失，甚至錯誤匹配，進(jìn)而影響后續(xù)定量的準(zhǔn)確性。目前的數(shù)據(jù)庫搜索引擎中，比如SEQUEST和MASCOT，還沒有有效的模塊進(jìn)行該類串級質(zhì)譜圖的尋找、處理和優(yōu)化。不過，在一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量的蛋白質(zhì)組學(xué)方法中，由于目標(biāo)肽段的串級質(zhì)譜圖存在具有固定質(zhì)量差異的b，y碎片離子對，而不會像常規(guī)的串級質(zhì)譜圖，很難區(qū)分目標(biāo)碎片峰、雜質(zhì)峰和噪音峰，因此，該類定量方法可以利用目標(biāo)定量肽段的具有固定質(zhì)量差異的特征進(jìn)行串級譜圖優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一個通用的、自動化的、開放的并適合于所有的一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量的蛋白質(zhì)組學(xué)方法的數(shù)據(jù)分析方法。本發(fā)明提出的一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量方法的數(shù)據(jù)分析方法，其包括以下步驟
A、目標(biāo)定量肽段的篩選根據(jù)一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量蛋白質(zhì)組學(xué)方法的不同，通過在Matlab界面中，設(shè)置不同的參數(shù)將目標(biāo)定量肽段篩選出來。B、目標(biāo)定量肽段的理論b，y碎片離子計算根據(jù)肽段在質(zhì)譜儀中的碎裂規(guī)則，+2電荷的肽段只計算+1電荷的b，y碎片離子，+3、+4和+5電荷的肽段計算+1和+2電荷的b, y碎片離子。C、目標(biāo)定量肽段的理論b，y碎片離子同實際檢測b，y碎片離子的匹配根據(jù)所用質(zhì)譜儀器的質(zhì)量精確度，可以在Matlab界面中設(shè)定不同的b，y碎片離子質(zhì)量誤差，將質(zhì)譜數(shù)據(jù)產(chǎn)生的肽段.DTA文件同上一步計算的目標(biāo)定量肽段的理論b，y離子進(jìn)行匹配。D、目標(biāo)定量肽段定量比值的計算匹配合格的b，y離子做比值后，得到每對b，y離子對的定量比值，然后利用箱線圖方法去除b，y離子對定量比值的異常值，然后計算b，y離子對的平均值作為所對應(yīng)目標(biāo)定量肽段的定量比值。E、目標(biāo)定量肽段所對應(yīng)蛋白定量比值的計算根據(jù)SEQUEST搜庫結(jié)果，將肽段歸屬到相應(yīng)的蛋白上，并且將多條肽段的定量比值進(jìn)行平均得到所歸屬蛋白的定量比值。本發(fā)明中，所述一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量蛋白質(zhì)組學(xué)方法為體內(nèi)終端氨基酸標(biāo)記定量蛋白質(zhì)組學(xué)方法。本發(fā)明中，步驟(A)前還包括一步驟，具體如下利用b，y碎片離子對存在固定質(zhì)量差異的特征，將b，y碎片離子對共碎裂譜圖進(jìn)行拆分，得到相同背景離子，輕標(biāo)或重標(biāo)b，y碎片離子的串級譜圖?！白V圖拆分”減少了 b，y碎片離子對共碎裂譜圖對肽段正確定性的影響。本發(fā)明中，步驟E后還包括一步驟考察定量蛋白的顯著性，為確定實際樣品中的上下調(diào)變化蛋白提供參考依據(jù)，顯著性通過構(gòu)造z統(tǒng)計量來計算得到，具體如下
首先，每一個蛋白的定量比值除以整個數(shù)據(jù)集蛋白的平均定量比值 得到該蛋白的歸一化定量比值(r)，其次，每一個蛋白的顯著性通過構(gòu)造z統(tǒng)計量來計算得到。具體來說，每一個定量蛋白的顯著性可以被定義為
‘廣在這個公式中，如果，、，z =3,如果y ，z=^。(其中！■代
-·一P >*1 -Cr < rc,-ο ·-:
表歸一化的蛋白質(zhì)定量比值，代表所有定量比值的15. 87百分位數(shù)，.代表所有定量比值的50百分位數(shù)，代表所有定量比值的84. 13百分位數(shù)。分析實際樣品時，為了得到發(fā)生上下調(diào)變化的蛋白，必須通過考察定量蛋白的顯著性以及歸一化比值來進(jìn)行評判，推薦的定量蛋白的顯著性應(yīng)小于等于O. 05。本發(fā)明方法中，步驟A中所述在Matlab界面中，可以設(shè)置不同的參數(shù)，包括蛋白酶切所用的酶、是否使用漏切肽段、目標(biāo)肽段N端產(chǎn)生的質(zhì)量增加值、目標(biāo)肽段C端產(chǎn)生的質(zhì)量增加值、肽段固定修飾產(chǎn)生的質(zhì)量增加值、輕重標(biāo)記肽段的質(zhì)量增加絕對值。本發(fā)明方法中，步驟D中所述的取b，y離子對的平均值作為所對應(yīng)目標(biāo)定量肽段的定量比值，選取η對以上b，y離子對的平均值作為所對應(yīng)目標(biāo)定量肽段的定量比值(η彡4，η為正整數(shù))，從而保證肽段定量的準(zhǔn)確度。本發(fā)明提出的用于一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量方法的數(shù)據(jù)分析方法，采用Matlab語言進(jìn)行編寫，在Matlab界面下進(jìn)行運行。該數(shù)據(jù)分析方法首次基于SEQUEST搜索引擎得到的蛋白定性結(jié)果，通過提取串級質(zhì)譜中b，y碎片離子對的峰強(qiáng)度信息，做比值后得到肽段和蛋白的定量信息。同時，為了避免串級質(zhì)譜圖中b，y碎片離子對共碎裂譜圖對目標(biāo)肽段正確定性的影響，增加了 “譜圖拆分”的優(yōu)化模塊，顯著降低了 b，y碎片離子對共碎裂譜圖對正確定性的影響，大大提高了定性和定量數(shù)據(jù)的信息量。該發(fā)明為一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量蛋白質(zhì)組學(xué)新方法的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用，提供了一個通用的、開放的、快速的、準(zhǔn)確的和高效的定量分析手段。


圖I為篩選體內(nèi)終端氨基酸標(biāo)記定量蛋白質(zhì)組學(xué)方法中的目標(biāo)定量肽段時，Matlab界面的不同參數(shù)設(shè)置示意圖。
圖2為體內(nèi)終端氨基酸標(biāo)記定量蛋白質(zhì)組學(xué)方法通過一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量方法的數(shù)據(jù)分析方法產(chǎn)生的定量信息示意圖。圖3為一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量方法的數(shù)據(jù)分析方法中優(yōu)化模塊“譜圖拆分”的原理示意圖。圖4為三次I: I混合的體內(nèi)終端氨基酸標(biāo)記的HeLa細(xì)胞提取物的優(yōu)化前和“譜圖拆分”優(yōu)化后的定量肽段和蛋白的數(shù)目、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和優(yōu)化后定量肽段和蛋白增加的百分比。圖5為本發(fā)明中用于一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量方法的數(shù)據(jù)分析方法的流程示意圖。
具體實施方式
下面的實施例是對本發(fā)明提出的一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量方法的數(shù)據(jù)分析方法的進(jìn)一步說明。如圖5所示，為本發(fā)明中用于一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量方法的數(shù)據(jù)分析方法的流程示意圖。實施例I 一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量方法的數(shù)據(jù)分析方法(以體內(nèi)終端氨基酸標(biāo)記定量蛋白質(zhì)組學(xué)方法產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為例)
I)目標(biāo)定量肽段的篩選體內(nèi)終端氨基酸標(biāo)記定量蛋白質(zhì)組學(xué)方法中的目標(biāo)定量肽段為賴氨酸開頭精氨酸結(jié)尾的肽段，因此在Matlab界面中，設(shè)置不同的參數(shù)，如圖I所示，將目標(biāo)定量肽段篩選出來。2)目標(biāo)定量肽段的理論b，y碎片離子計算根據(jù)肽段在質(zhì)譜儀中的碎裂規(guī)則，+2電荷的肽段只計算+1電荷的b，y碎片離子，+3,+4和+5電荷的肽段計算+1和+2電荷的b，y碎片離子。3)目標(biāo)定量肽段的理論b，y碎片離子同實際檢測b，y碎片離子的匹配根據(jù)所用質(zhì)譜儀器LTQ-Orbitrap的質(zhì)量精確度,在Matlab界面中，設(shè)定串級質(zhì)譜中b,y碎片離子的質(zhì)量誤差為IDa，如圖I所示，接著將質(zhì)譜數(shù)據(jù)產(chǎn)生的肽段.DTA文件同上一步計算的目標(biāo)定量肽段的理論b，y離子進(jìn)行匹配。4)目標(biāo)定量肽段定量比值的計算匹配合格的b，y離子做比值后，得到每對b，y離子對的定量比值，然后利用箱線圖方法去除b，y離子對定量比值的異常值，再取大于等于6對b，y離子對的平均值作為所對應(yīng)目標(biāo)定量肽段的定量比值，從而保證肽段定量的準(zhǔn)確度。5)目標(biāo)定量肽段所對應(yīng)蛋白定量比值的計算根據(jù)SEQUEST搜庫結(jié)果，將肽段歸屬到相應(yīng)的蛋白上，并且將多條肽段的定量比值進(jìn)行平均得到所歸屬蛋白的定量比值，如圖2中部分定量蛋白的定量信息所示。6)目標(biāo)定量肽段的優(yōu)化利用b，y碎片離子對存在固定質(zhì)量差異的特征，將b，y碎片離子對共碎裂譜圖進(jìn)行拆分，如圖3所示，得到相同背景離子，輕標(biāo)或重標(biāo)b，y碎片離子的串級譜圖，然后再次通過SEQUEST搜索，得到目標(biāo)肽段及其蛋白的定性和定量信息，三次I: I混合的體內(nèi)終端氨基酸標(biāo)記的HeLa細(xì)胞提取物的優(yōu)化前及優(yōu)化后的實驗結(jié)果如圖4所示，結(jié)果表明該優(yōu)化模塊在保證定量準(zhǔn)確度的前提下，大大提高了定性肽段和定性蛋白的數(shù)目，提供了更多的定性和定量信息。7)定量蛋白的顯著性計算首先，每一個蛋白的定量比值除以整個數(shù)據(jù)集蛋白的平均定量比值得到該蛋白的歸一化定量比值(r)，如圖2所示，其次，根據(jù)構(gòu)造的z統(tǒng)計量公
式，顯著性可以被定義為士/xe-t:+=dt,在這個公式中，如果，、,z =&,如果一,Z =其中r代表歸一化的蛋白質(zhì)定量比值，代表所有定量比值的15. 87百分位
ο· --II^1
數(shù)，re代表所有定量比值的50百分位數(shù)，代表所有定量比值的84. 13百分位數(shù)，計算出每一個定量蛋白的顯著性，也如圖2所示。
上述實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案。任何不脫離本發(fā)明精神和范圍的技術(shù)方案均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的專利申請范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種用于一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量方法的數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于具體步驟如下 A、目標(biāo)定量肽段的篩選根據(jù)一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量蛋白質(zhì)組學(xué)方法的不同，通過在Matlab界面中，設(shè)置不同的參數(shù)將目標(biāo)定量肽段篩選出來； B、目標(biāo)定量肽段的理論b，y碎片離子計算根據(jù)肽段在質(zhì)譜儀中的碎裂規(guī)則，+2電荷的肽段只計算+1電荷的b，y碎片離子，+3、+4和+5電荷的肽段計算+1和+2電荷的b，y碎片離子； C、目標(biāo)定量肽段的理論b，y碎片離子同實際檢測b，y碎片離子的匹配根據(jù)所用質(zhì)譜儀器的質(zhì)量精確度，在Matlab界面中設(shè)定不同的b，y碎片離子質(zhì)量誤差，將質(zhì)譜數(shù)據(jù)產(chǎn)生的肽段.DTA文件同上一步計算的目標(biāo)定量肽段的理論b，y離子進(jìn)行匹配； D、目標(biāo)定量肽段定量比值的計算匹配合格的b，y離子做比值后，得到每對b，y離子對的定量比值，然后利用箱線圖方法去除b，y離子對定量比值的異常值，再計算b，y離子對的平均值作為所對應(yīng)目標(biāo)定量肽段的定量比值； E、目標(biāo)定量肽段所對應(yīng)蛋白定量比值的計算根據(jù)SEQUEST搜庫結(jié)果，將肽段歸屬到相應(yīng)的蛋白上，并且將多條肽段的定量比值進(jìn)行平均得到所歸屬蛋白的定量比值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于步驟(A)前還包括一步驟，具體如下利用b，y碎片離子對存在固定質(zhì)量差異的特征，將b，y碎片離子對共碎裂譜圖進(jìn)行拆 分，得到相同背景離子，輕標(biāo)或重標(biāo)b，y碎片離子的串級譜圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于步驟(E)后還包括一步驟考察定量蛋白的顯著性，具體如下 每一個蛋白的顯著性通過構(gòu)造z統(tǒng)計量來計算得到，被定義為 在這個公式中，如果 果 ，其中r代表歸一化的蛋白質(zhì)定量比值，每一個蛋白的定量比值除以整個數(shù)據(jù)集蛋白的平均定量比值，代表所有定量比值的15. 87百分位數(shù)，代表所有定量比值的50百分位數(shù)，q代表所有定量比值的84. 13百分位數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于步驟(A)中所述定量蛋白質(zhì)組學(xué)方法為體內(nèi)終端氨基酸標(biāo)記定量蛋白質(zhì)組學(xué)方法。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于步驟(A)所述Matlab界面中設(shè)置的參數(shù)包括蛋白酶切所用的酶、是否使用漏切肽段、目標(biāo)肽段N端產(chǎn)生的質(zhì)量增加值、目標(biāo)肽段C端產(chǎn)生的質(zhì)量增加值、肽段固定修飾產(chǎn)生的質(zhì)量增加值、輕重標(biāo)記肽段的質(zhì)量增加絕對值。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于步驟(D)中計算肽段的定量比值時，用來進(jìn)行定量的b，y離子對的對數(shù)大于等于4對。
全文摘要
本發(fā)明涉及蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于一級相同質(zhì)量二級b，y碎片離子對定量方法的數(shù)據(jù)分析方法，該方法采用Matlab語言編寫，在Matlab界面下運行，其基于SEQUEST搜索引擎得到的蛋白定性結(jié)果，通過提取串級質(zhì)譜中b，y碎片離子對的峰強(qiáng)度信息，做比值后得到肽段和蛋白的定量信息。該方法還加入了一個“譜圖拆分”的優(yōu)化模塊，減少了b，y碎片離子對共碎裂譜圖對肽段正確定性的影響。本發(fā)明還構(gòu)造z統(tǒng)計量計算定量蛋白的顯著性，為確定實際樣品中上下調(diào)變化蛋白提供參考依據(jù)。本發(fā)明為一級相同質(zhì)量二級b,y碎片離子對的定量蛋白質(zhì)組學(xué)新方法的發(fā)展和應(yīng)用，提供了一個通用的、開放的、準(zhǔn)確的定量分析手段。
文檔編號G01N27/62GK102809600SQ20121024990
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者聶愛英, 張磊, 晏國全, 姚鋆, 張揚, 賀福初, 楊芃原, 陸豪杰 申請人:復(fù)旦大學(xué)