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【Nature Methods一作】 哈佛大学医学院李嘉铭博士分享新一代TMTpro前沿蛋白质组技术

2020-04-21

TMT标记试剂是非靶向标记蛋白组分析技术中广泛使用的标签,其通过标记不同样本、混样上机,在一次实验中实现对多样本同时定量分析,提升了分析速度、定量平行性、鉴定深度。在TMTpro 16未上市之前,蛋白质组学遇到4组3重复、5组3重复等样本量在12-16个范围内时,使用iTRAQ或者TMT 11plex等标记定量方法会选择多批次标记、增加内标样本校正等措施,这不仅增加了分析时长,而且引入潜在批次间误差,有降低鉴定能力的风险。因此,提高TMT标记通道数量对于提升标记蛋白质组分析能力有重要的助推作用。

2020年3月,Nature Methods发表文章“TMTpro reagents: a set of isobaric labeling mass tags enables simultaneous proteome-wide measurements across 16 samples”,来自哈佛大学Steven P. Gygi研究组(李嘉铭博士为第一作者),介绍了串联质谱标签系统TMTpro。TMTpro是新一代串联质谱标签,其既能进一步提升多重样品数量(16个通道),同时又不牺牲蛋白鉴定和定量质量,这为以往12至16个样本的实验设计带来了最优的解决方案:不仅更高通量、更节省分析时间;更意味着样本间无缺失值被准确定量,且允许更加灵活和复杂的实验设计。

让我们先从该文中一睹为快,看看TMTpro究竟带来了什么样的提升?

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1)TMTpro 拥有与TMT标签相当的定量能力

新一代TMTpro结构与以往TMT相似,沿用了相同的氨基反应基团,但重新设计了质量平衡基团和报告离子基团,其标记效率、肽段检出率、定量准确性与原来的TMT 标签基本相同。如下图,采用TMT 11标与TMTpro 11标、16标的蛋白鉴定数量均在1900多,CV(Coefficient of Variance)值均小于5%,说明定量能力相当。

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2)TMTpro实现16个样本内更快分析速度、及样本间无缺失值的准确定量

利用TMTpro 16标检测8种人源细胞系(mTOR激活/非激活)的蛋白质,采用RTS-SPS-MS3定量,实现了1.1小时对人全蛋白质组的快速分析,与以往相比,节省了一半分析时长,并且得到了平均8500-9000个蛋白质的无缺失值高质量定量结果。

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3)TMTpro减少标记批次,增加实验设计灵活性,消除/降低定量缺失值

由于TMTpro的通道增加,对于以往4组3重复、5组3重复、3组5重复等16个样本的实验设计,可以采用一批次标记上机,增加实验设计灵活性;同时一批次标记消除了不同批次间的缺失值,实现了可定量蛋白数的提升。如下图,在二维PISA实验中,对广谱激酶抑制剂Staurosporine的结合蛋白质鉴定分析,作者采用TMTpro一批次标记(3组5重复)与TMT两批次标记(每批次标记2组5重复)的结果比较,TMTpro16标记试剂实现了样本间无缺失值,得到6837个蛋白,多于TMT两批次标记overlap的6514个蛋白数量。

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此外,对于多于16个样本的实验设计而言(如30个样本等),TMTpro16标由于减少了标记批次,且每批次内的样本数量增加,其鉴定能力也较TMT 11标有所提升。如下图,来自Thermo Fisher Scientific的一组分析数据显示,对30个样本采用TMT 11标记三批次与TMTpro 16标记两批次的结果比较, TMTpro 16标可定量蛋白数量为3168,同样高于TMT11标的2896个蛋白。

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4)总 结

综上,TMTpro标记试剂从11通道至16通道的提升,不仅仅是增加通量,降低分析时间;而且TMTpro通过减少标记批次,增加实验设计灵活性,消除/降低定量缺失值,推动蛋白组学实现更高通量与更深覆盖度。

中科新生命紧跟技术前沿,先已推出TMTpro 16 plex服务,且完成了多个TMTpro标记蛋白质组、磷酸化蛋白质组项目。作为前中科院上海生命科学研究院蛋白质组研究分析中心,中科新生命拥有超15年的项目经验积累,客户发表文章近400篇,平均影响因子超5分。欢迎感兴趣的老师来咨询。

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