稳定同位素标记(SILAC)质谱定量方法

SILAC概述

细胞培养条件下稳定同位素标记技术(Stable isotope labeling with amino acids in cell culture,SILAC),是利用含轻、中或重型同位素标记的必需氨基酸(主要是Lys和Arg)培养基培养细胞,来标记细胞内的蛋白质,一般培养5-6代,细胞中的蛋白质将都将被同位素标记。不同标记的蛋白按一定比例混合后,一同处理,经分离纯化后,进行质谱鉴定和定量分析。通过对氨基酸序列相同、不同同位素标记肽段丰度的比较,可以得到细胞内各种蛋白在不同处理过程中表达的定量关系。

基于MS1的定量

SILAC的定量策略主要是基于MS1的定量:

即计算一级谱图里各个同位素的峰面积,其差值就对应着蛋白相对量的变化(肽段经过轻重标记后会附加质量不同的质量标签( mass tag ), 它们将在一级图谱表现为具有固定质荷比差异的谱峰, 而峰的信号强度就是基本的定量信息)。

上图是在时间轴上从一级质谱得到的多张谱图,在荷质比轴上的每一根小柱子代表的是肽段在不同时间点上被检测到的值,我们用黄色小柱子表示其中一种肽段,将这四个黄色小柱子的顶点连起来,就可以画出一个峰型,这个峰的面积就是肽段的量(通过若干肽段的量我们可以推出蛋白质的量)。

SILAC定量蛋白组研究方法

1.技术路线

2.数据库搜索

二级质谱数据使用Maxquant (v1.5.2.8)进行检索。检索参数设置:数据库为该物种已知蛋白数据库(或转录组),添加了反库以计算随机匹配造成的假阳性率(FDR),并且在数据库中加入了常见的污染库,用于消除鉴定结果中污染蛋白的影响;酶切方式设置为Trypsin/P;漏切位点数设为2;肽段最小长度设置为7个氨基酸残基;肽段最大修饰数设为5;First search和Main search的一级母离子质量误差容忍度分别设为20 ppm和5 ppm,二级碎片离子的质量误差容忍度为0.02 Da。将半胱氨酸烷基化设置为固定修饰,可变修饰为甲硫氨酸的氧化,蛋白N端的乙酰化。定量方法设置为TMT-6plex,蛋白鉴定、PSM鉴定的FDR都设置为1%。

3.数据处理方法

根据搜库结果peptid.txt文件,找出所有的unique peptide,然后在evidence.txt文件中找出每一个蛋白所对应的unique peptide的L/H Ratio normalized的值(经软件校正后结果),某一蛋白的相对定量值即该蛋白所对应的所有unique peptide的intensity值的中值。