分析其實(shí)也屬于技術(shù)的一部分，且在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中顯得尤為重要，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)組學(xué)研究提供的數(shù)據(jù)是生物學(xué)上最龐大的，而且蛋白質(zhì)組比基因組具有更大的復(fù)雜性，因此蛋白質(zhì)組信息學(xué)更有挑戰(zhàn)性。今天小編先拋磚引玉地介紹幾個(gè)常用的分析方法和軟件。
蛋白質(zhì)定性分析
蛋白質(zhì)定性分析通常是指利用質(zhì)譜法進(jìn)行蛋白質(zhì)鑒定和序列分析。蛋白質(zhì)定性分析分為top-down分析和bottom-up分析兩種策略。目前，bottom-up分析策略被更廣泛的應(yīng)用于蛋白質(zhì)定性分析工作。
根據(jù)使用儀器可分為：MALDI-TOF/TOF、LC-ESI-MS/MS
根據(jù)樣本類型可分為：蛋白質(zhì)全譜分析(即shotgun分析) 、蛋白質(zhì)膠條/混合液分析、蛋白質(zhì)膠點(diǎn)分析
蛋白質(zhì)全譜分析
定義：蛋白質(zhì)全譜分析也可稱為質(zhì)譜shotgun分析，是指組分分析，能夠鑒定出盡可能多的肽和蛋白質(zhì)分子。
原理：將溶液內(nèi)蛋白質(zhì)分子或SDS-PAGE條帶的復(fù)雜混合物酶解成肽段混合物，通過(guò)液相色譜分離。串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)試，最后用相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索匹配，可同時(shí)鑒定成百上千種蛋白質(zhì)。主要應(yīng)用于某一生理狀態(tài)下組織、細(xì)胞或者細(xì)胞器中所有表達(dá)蛋白質(zhì)的鑒定。
蛋白質(zhì)膠條/混合液鑒定
定義：利用LC-ESI-MS/MS蛋白鑒定技術(shù)對(duì)膠條樣本(即SDS-PAGE樣本)、IP、Co-IP、Pull-down等純化溶液等中等復(fù)雜樣本進(jìn)行蛋白鑒定。
原理：利用電噴霧(ESI)技術(shù)將樣品以離子化的方式從液滴表面蒸發(fā)，進(jìn)入質(zhì)量分析器。主要應(yīng)用于蛋白質(zhì)或多肽鑒定。
蛋白質(zhì)膠點(diǎn)鑒定
定義：利用MALDI-TOF/TOF蛋白鑒定技術(shù)對(duì)考/銀染的2D或DIGE膠點(diǎn)樣本或者較純的蛋白樣本進(jìn)行蛋白鑒定。
原理： MALDI-TOF/TOF(Matrix – Assisted Laser Desorptiob/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry，基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時(shí)間質(zhì)譜)MALDI的原理是將樣品均勻包埋在基質(zhì)中，基質(zhì)吸收激光提供的能量而蒸發(fā)，攜帶部分樣品分子進(jìn)入氣相，并將一部分能量傳遞給樣品分子使其離子化。TOF的原理是離子在電場(chǎng)作用下加速飛過(guò)飛行管道，根據(jù)到達(dá)檢測(cè)器的飛行時(shí)間不同而被檢測(cè)，即測(cè)定離子的質(zhì)荷比(M/Z)與離子的飛行時(shí)間成正比，從而檢測(cè)離子。 也主要應(yīng)用于蛋白質(zhì)或多肽鑒定。
蛋白質(zhì)相對(duì)定量分析
相對(duì)定量的目的是測(cè)定目的蛋白在兩個(gè)或多個(gè)樣本中的表達(dá)量的相對(duì)比例，而不需要知道它們?cè)诿總€(gè)樣本中的表達(dá)量。例如，如果研究項(xiàng)目中包括處理過(guò)的和未經(jīng)處理的對(duì)照樣本，通常可以將未經(jīng)處理的樣本定為基準(zhǔn)，規(guī)定其目的蛋白濃度為100%，經(jīng)處理的樣本的定量結(jié)果除以對(duì)照樣品的定量結(jié)果，就可以計(jì)算各個(gè)處理樣本的蛋白含量相對(duì)于未處理樣品的百分比。
蛋白質(zhì)絕對(duì)定量分析
目前基于質(zhì)譜的絕對(duì)定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究主要是指靶向蛋白質(zhì)組學(xué)。靶向蛋白質(zhì)組學(xué)分析，是指對(duì)目標(biāo)蛋白質(zhì)(或修飾肽段)進(jìn)行定性和/或定量分析，或者用于驗(yàn)證大規(guī)模蛋白質(zhì)組學(xué)的結(jié)果?；谫|(zhì)譜的靶向蛋白質(zhì)組學(xué)分析方法，由于沒(méi)有物種限制并具備多目標(biāo)同時(shí)分析能力等優(yōu)勢(shì)，在相關(guān)研究領(lǐng)域已逐漸受到越來(lái)越多的關(guān)注和應(yīng)用。其技術(shù)方法經(jīng)歷了從傳統(tǒng)的SRM/MRM(選擇性/多反應(yīng)監(jiān)視，selected / multiple reaction monitoring)到PRM(平行反應(yīng)監(jiān)視，parallel reaction monitoring)的發(fā)展歷程。
絕對(duì)定量蛋白質(zhì)組學(xué)應(yīng)用方向： 驗(yàn)證定量蛋白質(zhì)組學(xué)結(jié)果、驗(yàn)證翻譯后修飾蛋白質(zhì)組學(xué)結(jié)果、 目標(biāo)蛋白質(zhì)絕對(duì)/相對(duì)定量分析、診斷標(biāo)志物靶向篩選、診斷標(biāo)志物驗(yàn)證與絕對(duì)定量、驗(yàn)證基因表達(dá)產(chǎn)物。
PRM
定義：PRM是一種基于高分辨、高精度質(zhì)譜的離子監(jiān)視技術(shù)，能夠?qū)δ繕?biāo)蛋白質(zhì)、目標(biāo)肽段(如發(fā)生翻譯后修飾的肽段)進(jìn)行選擇性檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)蛋白質(zhì)/肽段進(jìn)行絕對(duì)定量。
原理：首先利用四級(jí)桿質(zhì)量分析器的選擇檢測(cè)能力，在一級(jí)質(zhì)譜中(Q1)選擇性地檢測(cè)目標(biāo)肽段的母離子信息；隨后在collision cell中對(duì)母離子進(jìn)行碎裂；最后利用高分辨、高質(zhì)量精度分析器在二級(jí)質(zhì)譜中檢測(cè)所選擇的母離子窗口內(nèi)的所有碎片的信息。這樣即可對(duì)復(fù)雜樣本中的目標(biāo)蛋白質(zhì)/肽段進(jìn)行準(zhǔn)確地特異性分析。
蛋白質(zhì)翻譯后修飾分析
翻譯后修飾(Post-translational modification, PTM)是指對(duì)翻譯后的蛋白質(zhì)進(jìn)行共價(jià)加工的過(guò)程，通過(guò)在一個(gè)或多個(gè)氨基酸殘基加上修飾基團(tuán)，可以改變蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象和活性狀態(tài)、亞細(xì)胞定位、折疊及其穩(wěn)定性以及蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用。許多至關(guān)重要的生命進(jìn)程不僅由蛋白質(zhì)的相對(duì)豐度控制，更重要的是受到時(shí)空特異性和翻譯后修飾的調(diào)控，揭示翻譯后修飾的發(fā)生規(guī)律是解析蛋白質(zhì)復(fù)雜多樣的生物功能的一個(gè)重要前提。常見(jiàn)的翻譯后修飾包括磷酸化、糖基化、乙?；?、泛素化等等。
修飾蛋白質(zhì)組學(xué)：質(zhì)譜是鑒定蛋白質(zhì)翻譯后修飾的重要方法，其原理是利用蛋白質(zhì)發(fā)生修飾后的質(zhì)量偏移來(lái)實(shí)現(xiàn)翻譯后修飾位點(diǎn)的鑒定；同時(shí)，由于翻譯后修飾的蛋白質(zhì)在樣本中含量低且動(dòng)態(tài)范圍廣，檢測(cè)前需要對(duì)發(fā)生修飾的蛋白質(zhì)或肽段進(jìn)行富集，然后再進(jìn)行質(zhì)譜鑒定。
蛋白質(zhì)組學(xué)生物信息學(xué)主要內(nèi)容：
蛋白功能注釋：亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)定位、GO分類、KEGG通路途徑、蛋白結(jié)構(gòu)域、KOG/COG分類、FunCate2分類。
功能富集分析：使用費(fèi)歇爾確切檢驗(yàn)方法，描述特定屬性蛋白群體(差異表達(dá)的蛋白、發(fā)生修飾的蛋白等)潛在調(diào)控的生理過(guò)程。分析包含：GO分類富集、KEGG通路富集、蛋白結(jié)構(gòu)域富集、蛋白復(fù)合物富集。
功能富集聚類分析：使用分層聚類的方法，研究不同實(shí)驗(yàn)處理?xiàng)l件下對(duì)特定屬性全蛋白群體調(diào)控生理過(guò)程的影響。
表達(dá)模式聚類分析：使用Mfuzz聚類方法對(duì)蛋白在不同處理?xiàng)l件(不同處理時(shí)間或藥物濃度)下表達(dá)譜的聚類分析。直觀的反應(yīng)出處理時(shí)間或藥物濃度與蛋白表 達(dá)水平的關(guān)系。對(duì)得到的不同表達(dá)模式分類可以做進(jìn)一步的功能富集聚類分析，揭示藥物潛在作用的蛋白與生理功能。
修飾位點(diǎn)motif分析：分析翻譯后修飾位點(diǎn)附近氨基酸分布情況，預(yù)測(cè)潛在與該種修飾類型相關(guān)的保守序列區(qū)間。通過(guò)與蛋白結(jié)構(gòu)域的聯(lián)系，為研究該種修飾類型作用和調(diào)控機(jī)制研究提供參考依據(jù)。
