蛋白质组技术服务技术部 胡晓慧Email：Tel：1一、公司简介二、蛋白质组学研究进展三、蛋白质组学三大主要技术路线和服务案例介绍2一、公司简介毅新兴业怡心服务2005年10月，成立博扬通（北京）和博扬生命（香港）；2008年1月，引入新的战略投资伙伴，成立毅新兴业（北京）；技术部下辖三个研究组，分别是蛋白质组，基因组和生物信息组；公司现有员工30余人，其中80%具有研究生及以上学历；使命 应用生命科学技术服务于人类的健康事业为客户提供最好的服务为客户创造最大的价值北京市海淀区苏州街18号长远天地大厦A2座1209室 3二、蛋白质组学研究进展l人类基因组含有 30,00040,000个基因l有1/3基因的功能未知lmRNA与蛋白的总体相关性低于0.5l生命的复杂性基于蛋白质组4从基因组学到蛋白组学l 基因数量有限性和基因结构的相对 稳定性 vsvs 生命现象的复杂性和多变性 （如右图所示）；l 对蛋白质的数量、结构、性质、相互 关系和生物学功能进行全面深入的 研究已成为生命科学研究的迫切需要 和重要任务。 5蛋白质组蛋白质组蛋白质组主要研究方向：蛋白质组主要研究方向：l表达蛋白质组（表达蛋白质组（compositional proteomics）l差异蛋白质组（差异蛋白质组（comparative proteomics）蛋白质组研究的主要问题：蛋白质组研究的主要问题：l基本生物学问题基本生物学问题翻译后修饰（Post-translational modification）蛋白相互作用（Protein-protein interaction）l临床应用问题临床应用问题疾病标志物诊断药物靶治疗6蛋白质组研究的难点和技术特点蛋白质组研究的难点：蛋白质组研究的难点：1、蛋白质数目大大超过基因数目。2、蛋白质随时间和空间而变化。蛋白质组研究的技术特点：蛋白质组研究的技术特点：高通量、高灵敏度、高准确性的研究技术平台是蛋白质组学研究技术的重要特点。7三、蛋白质组研究三大主要技术路线8PatientsSerumFractionationBioinformaticsClinical Result* *1. Binding2. Washing3. ElutionMicroFlexPattern DiscoveryCluster analysisDiseaseNormalCluster analysisDiseaseNormalCluster AnalysisNormalNormalDiseaseCLINPROT: Biomarker Profiling（一）、（一）、Clinprot技术路线技术路线9Clinprot在蛋白质组学中的优势在蛋白质组学中的优势灵敏度高，适合在动态响应范围广的样品中发现含量低的生物标志物重复性好样品用量少（血清5ul）操作简便，通量高（手动每天可处理96个样本）10Clinprot在临床医学中的应用在临床医学中的应用医学研究方向：差异蛋白的发现和鉴定差异蛋白的发现和鉴定利用血清多肽谱建立疾病诊断模型利用血清多肽谱建立疾病诊断模型医院临床应用：健康预警健康预警术后疗效评价术后疗效评价治疗过程监测治疗过程监测指导治疗方案指导治疗方案11ClinProt技术服务优势1、多种样本类型处理经验（见slides1415）2、严格的质控，保证实验质量（见slides1617）3、强大的数据分析平台，为您建立最优模型（见slides17）4、多选择的差异峰鉴定路线和成功鉴定个案举例（见slides18）5、服务案例举例（见slides1935）12已做过样品类型：人血清、混合人血清、血浆、小鼠血清、大鼠血清、细胞裂解液、培养液、细胞上清液、泪液、唾液、尿液、脑脊液、乳脊液、胸水1、多种样本类型处理经验131、多种样本类型处理经验已做过疾病类型：脑胶质瘤大三阳、小三阳、肝功异常、乙肝、慢乙肝、肝癌肾微小病变胰腺癌肺癌白血病脉络膜黑色素瘤（葡萄球黑色素瘤）乳腺癌结膜松驰症（眼泪）胃癌心血管卵巢癌试管婴儿跟踪食管癌风湿病红斑狼疮鼻咽癌结核病142、严格的质控标准品自检作为外标校正的标准品含有11个肽，平均分子量偏差小于100ppm，每八个样品数据采集前先做外标校正。152、严格的质控Sigma serumMassMasscvcv2461.790.1673412981.250.1394083066.780.187673363.050.1645333613.50.1127014061.350.1246685019.010.0986015570.940.1467185738.790.1556186447.90.3252946645.020.2985427148.140.1738018126.170.32028每每15个样品加入一例标准血清作为质控。个样品加入一例标准血清作为质控。CV30%的峰如右表所列。的峰如右表所列。说明实验系统正常。说明实验系统正常。163、强大的数据分析平台专业的数据分析团队：功能强大的bioexploer软件：u使不同质谱仪产生的原始数据能够统一化，不再受仪器类型和型号限制；u实验数据的预处理，标准化，数据优劣的智能判断；u专为双胞胎、小鼠、细胞、药效进程评估等生物配对实验开发的配对检验；u大样本模型的完善；u分析结果的批量处理，自动保存174、多选择的差异峰鉴定路线成功鉴定个案举例：天坛医院1941m/z， Kininogen HMW，高分子量激肽原摸索实验1465m/z，peptide of human FGA protein（）天津医科1740m/z， FIBA_RAT Score: 620 Fibrinogen alpha chain precursor Contains: Fibrinopeptide A - Rattus norvegicus (Rat) 18血清多肽谱数据分析报告血清多肽谱数据分析报告博扬生命科技有限公司年 月 日5、服务案例举例19目目 录录（一）实验信息（二）实验质控（三）部分血清多肽指纹图谱（四）分析结果（五）结论20（一）实验信息1.样品类型：人血清2.样品分组信息： Normal：30例 Cancer：30例 Test Normal：40例 Test Cancer：47例21（一）实验信息3.磁 珠：WCX4.实验时间：2008 5.质 谱 仪：autoflex6.分析软件：FlexAnalysis3.0；ClinProTools2.17.实验人员：王岚 张永婵8.分析人员：殷汝雷22（二）实验质控标准品自检标准品自检作为外标校正的标准品含有11个肽，平均分子量偏差小于100ppm，每八个样品数据采集前先做外标校正。23标准品列举Substance Average mass(M+H)+ Angiotensin 1047.18 Angiotensin 1297.48 Substance P 1348.64 Bombesin 1620.86 ACTH clip 1-17 2094.42 ACTH clip 18-39 2466.68 Somatostatin 28 3149.57 Ubiquitin 4283.45 Insulin 5734.56 Cytochrome c 6181.05 Ubiquitin 8565.89 24（二） 实验质控标准血清自检实验操作系统标准血清自检实验操作系统25CVMassMassCVCV2982.190.0559053067.940.1918533614.910.1380474062.230.2194345020.520.1332795572.510.096885714.360.1217245740.510.1612385987.510.1169196435.620.2631896449.850.2108096633.230.2546446648.060.2248477150.230.1823998863.70.171815Sigma serum4例，Cv小于30的有15个峰，说明实验系统正常。26（三）Normal组部分血清多肽指纹图谱示示Normal组组内相似性组组内相似性27（三）Cancer组部分血清多肽指纹图谱示示Cancer组组内相似性组组内相似性28（四）分析结果Normal组与组与Cancer组统计差异最显著的组统计差异最显著的1862.88Da（X轴）和轴）和1776.02Da （Y轴）样品分布图（坐标值代表相应蛋白丰度）轴）样品分布图（坐标值代表相应蛋白丰度）正常组正常组肿瘤组肿瘤组正常组与肿瘤组样品分布无重叠区域29（四）分析结果Normal组与组与Cancer组建立遗传算法模型组建立遗传算法模型模型的识别率为98.33%，预测能力为95.69%。详见normal vs cancer_model show。30（四）分析结果Normal组与组与Cancer组模型选用峰组模型选用峰峰值（单位m/z）1612.02 1776.02 1862.88 1941.19 2551.15P值0.000050.0000010.0000010.006870.000525利用遗传算法，用Normal组和Cancer组各30例建立正常与疾病的诊断模型，其中如上所列用来区分两组的5个峰，下页示母离子为1941.19m/z的TOF/TOF图谱。31血清指纹图谱示模型选用峰1941m/z32血清指纹图谱示模型选用峰1941m/zFor TOF-TOF33TOF-TOF鉴定差异蛋白1941m/z的图谱鉴定结果为：鉴定结果为：Kininogen HMW。高分子量激肽原是血浆中一种多功能的糖蛋白。高分子量激肽原是血浆中一种多功能的糖蛋白,与血液与血液凝固的启动、补体反应及炎症发生等有密切关系凝固的启动、补体反应及炎症发生等有密切关系.新近的研究显示新近的研究显示,活化型高分子量激肽原活化型高分子量激肽原具有潜在的抗肿瘤作用。具有潜在的抗肿瘤作用。34模型验证模型的验证将已知信息的Test Normal组40例，和Test Cancer组47例分别代入已建立的Normal与Cancer分组模型，验证结果如下： Test Normal组 正确率85%（详见validate Normal.xls） Cancer组 正确率87.2%（详见 validate cancer.xls）35（二）（二）2DE技术路线技术路线TissuesCellsBody Fluids样品样品IEF PH3PH10SDSPAGEPIMW差异分析差异分析差异蛋白差异蛋白酶解酶解多肽多肽MALDI-TOF/TOFLC-MS/MS数据库检索数据库检索蛋白鉴定蛋白鉴定362DE在蛋白质组学的优势较高分辨率的蛋白质分离工具不同样品的比较可视化提供蛋白质丰度的相关信息允许 HT 平行走样372DE 应用范围细胞、组织、血清差异蛋白质组分析细胞差异性分析（如正义转染vs空载、目标基因RNAi vs空载）疾病标志检测（肿瘤标志物，如无血清培养后的分泌蛋白质组）治疗检测（术前组织vs术后组织）药物开发（给药细胞vs对照细胞）癌症研究（原位肿瘤细胞系vs转移）纯度检测（原核表达获得的蛋白）微量蛋白纯化（多克隆抗体制备）。38双向电泳差异分析示例通过软件分析，实验组中共有通过软件分析，实验组中共有970个蛋白质点，对照组中有个蛋白质点，对照组中有918个蛋白质点，个蛋白质点，差异分析结果：实验组中表达量显著上调的有差异分析结果：实验组中表达量显著上调的有11个，表达量下调的有个，表达量下调的有9个。个。39MALDI-TOF/TOF蛋白鉴定举例蛋白鉴定结果为蛋白鉴定结果为PPIA_HUMAN检索分值检索分值22340LC-MS/MS蛋白鉴定举例608.785 (2+)denovo解析出氨基酸序列BQYMVGSYGPK数据库检索位于前三的蛋白：1. gi|72166219|ref|XP_781627.1| PREDICTED: Length = 200Total Score: 1832. gi|52345598|ref|NP_001004847.1| Rho GDP :Length = 204Total Score: 1763. gi|49119602|gb|AAH73126.1| Arhgdia protein Xenopus laevis:Length = 204Total Score: 16941（三）2D-HPLC技术路线（shotgun）SCXRP422D-HPLC在蛋白组学的优势对于利用传统分离技术难于分析的具有疏水性、酸性、碱性、非常小、非常大以及低丰度等特点的蛋白质而言，具有很好的分离性能。具备高度重现性。卓越的灵敏度和宽广的动态范围，使包含低丰度蛋白的复杂混合物的分析成为可能。样品不经处理可直接上样。脂类和膜绑定蛋白适用。从样品的制备到从样品的制备到MSMS鉴定蛋白质易于实现自动化。鉴定蛋白质易于实现自动化。43（四）多技术路线组合在蛋白质翻译后修饰研究中的应用TiO2柱蛋白蛋白酶解解多多维液相色液相色谱岛津津ESI IT-TOF磷酸化位点解析磷酸化位点解析磷酸化类型分析磷酸化类型分析磷酸化谱分析磷酸化谱分析MALDI QITIMAC 磁珠44（四）多技术路线组合在蛋白质翻译后修饰研究中的应用蛋白蛋白酶解解多位液相色多位液相色谱糖蛋白位点分析糖蛋白位点分析糖链结构解析糖链结构解析多级质谱实现无酶化分析多级质谱实现无酶化分析MALDI QIT凝集素亲和磁珠4546