中科院Nature開源性刊物發表蛋白質研究新技術

　　來自中科院大連化學物理研究所的研究人員開發一種新型的同位素標記策略，可對6種不同的蛋白質樣品進行可靠標記并進行同時定量。并證實這一策略適用于高通量檢測蛋白質周轉(turnover)動態。這一研究成果發表在國際著名刊物Nature旗下開源性刊物Scientific Reports上。

　　中科院大連化學物理研究所的鄒漢法研究員和王方軍博士是這篇文章的共同通訊作者。鄒漢法研究員主要研究方向是生物分離分析新材料的制備、多維液相色譜和聯用技術、血液凈化工程及其臨床應用、中藥生物指紋譜的表征及其活性成分篩選、生物質譜檢測的樣品制備方法和新基體的發現。已在國內外學術刊物發表學術論文300多篇, SCI他人引用近千次。

　　利用液相色譜法結合串聯質譜法(LC-MS/MS)，可以輕易地完成大規模蛋白質組鑒定和定量。在一次實驗中可以鑒定和定量來自復雜生物樣品成千上萬種蛋白質。在整體水平上進行蛋白質組定量對于概述不同生物條件下蛋白質表達改變至關重要。體內代謝同位素標記和體外化學同位素標記已被廣泛用于對蛋白質組進行精確定量。

　　細胞培養條件下穩定同位素標記技術(stable isotope labeling by amino acids in cell culture,SILAC)是一種簡單的體內代謝標記策略，適應于活體培養細胞。而二甲基化同位素標記和同量異位素標記策略，諸如iTRAQ和串聯質譜標記(tandem mass tag,TMT)，則適用于體外標記消化的蛋白肽。當前，同量異位素標記策略可在一次液相色譜法結合串聯質譜法實驗中平行定量8個樣品。此外，結合 SILAC和iTRAQ技術可以對18個不同的蛋白質樣品進行同位素標記。然而，由于蛋白質定量干擾，比值失真在iTRAQ中較常見，從而降低了蛋白質組定量的準確度。與之相反，SILAC和二甲基化標記定量方法依賴于MS1全掃描(MS1 full scan)，但每次試驗卻只能對3種蛋白質樣品進行定量。

　　在這篇文章中，研究人員提出了一個二步穩定同位素標記策略，可在MS1水平上對6種不同的蛋白質樣品進行可靠標記和同時定量。簡要言之，就是在第一步中，在體內將同位素賴氨酸-d0(lysine-d0 ,K0)和賴氨酸- d4( lysine-d4 ,K4)摻入到細胞培養過程中不同的蛋白質樣品中。然后，在第二步驟中，在體外，將2CH3、2CD2H、213CD3二甲基基團標記分別添加到三個K0 和K4標記的蛋白質樣本上。由于這種同位素標記辦法只能標記一個帶有賴氨酸的肽，賴氨酸C(lysine C)被用作消化酶，確保消化肽包含賴氨酸。由此在單次實驗中可對6個樣本進行同位素標記及同時定量。最終，研究人員證實這種6個蛋白質樣本標記策略，可以成功用于高通量研究蛋白質周轉動態。研究人員表示相信，這是一項適用于開展各種類型高通量蛋白質定量分析的新技術。