iTRAQ蛋白質(zhì)組學(xué)研究原理、優(yōu)勢(shì)及實(shí)驗(yàn)流程介紹
大家好，我是黃博，吉?jiǎng)P一小兵，蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)驗(yàn)狗。今天的故事是一個(gè)作文從沒及格過的悶騷理科男（我一直是這么定位自己的）是如何被陳博內(nèi)個(gè)大尾巴狼生生逼來寫文章的故事，真的是有血、有淚、有shi！情節(jié)需要，中間可能會(huì)穿插一些技術(shù)方面的內(nèi)容，請(qǐng)各位自動(dòng)忽略。
那是一個(gè)月黑風(fēng)高的晚上，本人和大尾巴狼（我實(shí)在不想提他的名字，下同）在機(jī)場(chǎng)大巴上，當(dāng)時(shí)我正托腮凝視窗外，撩人的夜色多么沉醉……
“黃博！”大尾巴狼忽然說：“這陣子你手上工作開展的還行，接下來要接手一些新的工作內(nèi)容，你猜猜我想要你干什么？嘿嘿嘿”
我還小啊，寶寶不懂事啊，為了表示工作積極，就說了句：“是不是要開始寫微信文章了？”
誰知大尾巴狼立馬興奮起來：“對(duì)啊，你不說我還沒想到，近年來隨著蛋白質(zhì)組學(xué)的迅速發(fā)展，其相應(yīng)的方法學(xué)研究也取得了巨大的進(jìn)步， 一系列新技術(shù)融入了蛋白質(zhì)組學(xué)研究中，iTRAQ就是其中比較有優(yōu)勢(shì)的一項(xiàng)，你就寫幾篇關(guān)于iTRAQ的文章吧，一周后給我�！�
“Pia�。。 �
我反手一個(gè)大嘴巴子以迅雷不及眼耳盜鈴之勢(shì)抽在了自己臉上，“讓尼瑪嘴欠！”心里說著不要嘛，可嘴上還是誠(chéng)實(shí)地答應(yīng)了下來。
……
一周后。
“黃博，你的文章怎么樣了？”
“哦，我寫了個(gè)草稿，陳博你幫我看看，給潤(rùn)潤(rùn)色唄�！睉阎c期待的心情把稿子發(fā)給了大尾巴狼。
沒過半小時(shí)，回我：“你這寫的神馬破玩意兒，跟翔一樣，言之無物，你得說明為什么要研究蛋白質(zhì)組學(xué)，都是怎么去研究的？”
“為什么要研究蛋白質(zhì)組學(xué)：蛋白質(zhì)組（proteome）是Williams和Wilkins于1994年首先提出的一個(gè)概念，指一個(gè)細(xì)胞或一個(gè)組織基因組所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)，是對(duì)應(yīng)于一個(gè)基因組的所有蛋白質(zhì)構(gòu)成的整體。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)中功能的直接行使者，因此從這一水平上去探索生命現(xiàn)象和規(guī)律已成為研究生命科學(xué)的主要手段。不同時(shí)期、不同條件下蛋白質(zhì)表達(dá)水平變化，識(shí)別功能模塊和路徑，監(jiān)控疾病的生物標(biāo)志物等等，這些研究都需要對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行鑒定和定量。經(jīng)過二十幾年的發(fā)展，定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法也不斷成熟，為蛋白質(zhì)差異表達(dá)分析提供了更可靠、動(dòng)態(tài)范圍更廣的研究手段�！�
大尾巴狼：“好，在這個(gè)基礎(chǔ)上好好寫，下周給我�！�
……
又一周后。
“黃博，你的文章怎么樣了？”
“內(nèi)什么，陳博，實(shí)在憋不出來啊，我都喝了一箱六個(gè)核桃了，還是沒寫出來，要不讓我做一星期WB實(shí)驗(yàn)代替寫文章吧？……”
“GUN�。�！我們的WB現(xiàn)在都用WES自動(dòng)設(shè)備跑了，要你何用？你在上周草稿的基礎(chǔ)上再豐富一下看看！我問你，研究定量蛋白質(zhì)組學(xué)的方法有那么多種，為毛要選擇iTRAQ��？”
“內(nèi)個(gè)……是因?yàn)殡p向電泳對(duì)蛋白質(zhì)的分離受到蛋白豐度、等電點(diǎn)、分子量以及疏水性的限制，且操作復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，已逐漸趨于被淘汰；基于質(zhì)譜的非標(biāo)記定量法無需同位素標(biāo)記，經(jīng)濟(jì)、高通量且省時(shí)省力，但該技術(shù)過度依賴于儀器的狀態(tài)、樣品的復(fù)雜性和一些未知因素，由于目前質(zhì)譜水平的限制，它的靈敏度及準(zhǔn)確性都比不上標(biāo)記定量法；基于質(zhì)譜的體內(nèi)標(biāo)記法雖具高效、靈活、高通量和定量精確等特點(diǎn)，但該技術(shù)是體內(nèi)標(biāo)記，能標(biāo)記樣品量少，周期長(zhǎng)，不能對(duì)不同組織來源的蛋白進(jìn)行分析，且成本太高；同為基于質(zhì)譜的體外標(biāo)記法，與iTRAQ相比，ICAT能標(biāo)記的樣品量少，且分子量相對(duì)較大，標(biāo)記時(shí)間長(zhǎng)，容易發(fā)生氨基酸局部衍化……”
“那iTRAQ的原理是什么，有哪些優(yōu)勢(shì)？”
“iTRAQ（Isobaric Tags for Relative and Absolute Quantitation）技術(shù)由美國(guó)AB SCIEX公司研發(fā)，最早于2004年美國(guó)質(zhì)譜年會(huì)上被提出，是一種基于體外等重同位素標(biāo)記的相對(duì)定量技術(shù)。該技術(shù)利用同位素試劑標(biāo)記多肽，經(jīng)高分辨質(zhì)譜儀串聯(lián)分析，可同時(shí)比較多達(dá)8種樣品之間的蛋白質(zhì)表達(dá)量，同時(shí)兼具靈敏度高、分離能力強(qiáng)、適用范圍廣、高通量、結(jié)果可靠和自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。iTRAQ 技術(shù)已成為目前定量蛋白質(zhì)組學(xué)中一個(gè)十分重要的技術(shù)，其作用已經(jīng)在許多生物體和組織研究中得到證明。
iTRAQ試劑由三部分組成：報(bào)告基團(tuán)（Report Group），平衡基團(tuán)（Balance Group）和肽反應(yīng)基團(tuán)（Peptide Reactive Group）。肽反應(yīng)基團(tuán)可與肽段N-端或賴氨酸側(cè)鏈發(fā)生反應(yīng)形成共價(jià)鍵從而完成對(duì)肽段的標(biāo)記。”
大尾巴狼：“這不挺好嗎，再好好改改，端午節(jié)后上班之前必須給我！”
……
節(jié)后上班前一天晚上，我點(diǎn)了大尾巴狼的秋秋……
“陳博，iTRAQ文章好難寫啊！”
“少廢話，稿子先給我看看。”
文件傳輸中……
“寫你妹呀，你這不還是上周的內(nèi)容嗎，就沒怎么改�。 �
“哦……”
“哦你個(gè)頭啊，你講完原理，不要講講iTRAQ是怎么做的，實(shí)驗(yàn)流程是怎樣嗎？”
“iTRAQ實(shí)驗(yàn)流程：分為預(yù)備實(shí)驗(yàn)和正式實(shí)驗(yàn)兩部分（見下圖）。預(yù)備實(shí)驗(yàn)中蛋白質(zhì)定量跑膠以及預(yù)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫比對(duì)結(jié)果為重要質(zhì)量控制點(diǎn)，其目的在于質(zhì)控和評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)質(zhì)量和樣本間的蛋白表達(dá)譜平行性、蛋白質(zhì)總量和濃度以及查詢的蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫選取是否合理。正式實(shí)驗(yàn)是在預(yù)備實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行， LC-MS/MS串聯(lián)質(zhì)譜中，一級(jí)質(zhì)譜時(shí)，平衡基團(tuán)可以確保無論用哪種報(bào)告離子標(biāo)記的肽段都顯示為相同的荷質(zhì)比，這樣一來，不同來源的相同肽段在此時(shí)都表現(xiàn)為一個(gè)峰；在二級(jí)質(zhì)譜時(shí)，iTRAQ試劑中的平衡基團(tuán)發(fā)生中性丟失，信號(hào)離子表現(xiàn)為不同質(zhì)荷比的峰，因此根據(jù)波峰的高度及面積，可以得到同一蛋白在不同樣本中的表達(dá)差異；同時(shí)，肽段的MS/MS結(jié)果結(jié)合數(shù)據(jù)庫檢索可以鑒定出相應(yīng)的蛋白種類�！�
“你特么是牙膏啊，擠一下冒一點(diǎn)，還有啥你能不能一口氣給我說完？”
“還有，還有就是iTRAQ不同實(shí)驗(yàn)機(jī)器的區(qū)別、分級(jí)以及質(zhì)譜時(shí)間對(duì)結(jié)果的影響、iTRAQ的串聯(lián)質(zhì)譜能打出多少蛋白以及數(shù)據(jù)的處理。”
“那你還不快說？”
“內(nèi)什么，陳博啊，微信文章篇幅有限，要不先寫這么多，其它的下次再寫？”
“呦呵！長(zhǎng)能耐啦！開始學(xué)會(huì)花式拖稿啦！看你下周搞出什么鳥來！”
“喳……”
