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【Zeno SWATH DIA新技術(shù)】皮克級超低上樣量下的穩(wěn)定蛋白質(zhì)組鑒定及定量

2022年07月18日 14:21 來源:SCIEX

 

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ZenoTOF 7600系統(tǒng)配備的Zeno Trap(Zeno阱)功能激活后,可以使SWATH DIA工作流程中的肽段二級質(zhì)譜靈敏度提高5-6倍左右,使得蛋白質(zhì)組學(xué)工作流程平臺中使用納克甚至皮克級樣品量成為可能。我們應(yīng)用Zeno SWATH IDA流程,對低進(jìn)樣量K562樣品進(jìn)行分析,使用納升液相系統(tǒng)進(jìn)行蛋白質(zhì)鑒定和定量測試,并且評價了DIA-NN中使用基于自建數(shù)據(jù)庫和非自建庫的分析流程。

液相方法:液相系統(tǒng):M Class系統(tǒng)(Waters),色譜柱:EV-1106 色譜柱,15 cm x 150 μm,1.9 μm 粒徑,流速:300 nL/min,梯度:45min。

 

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質(zhì)譜方法:質(zhì)譜:ZenoTOF 7600系統(tǒng),采集模式:Zeno SWATH DIA,可變窗口數(shù):80個(m/z 400-903),一級累積時間:50毫秒,二級累積時間:18毫秒,源氣參數(shù):離子源電壓3200 V,溫度225°C,Gas1 :10 psi ,CUR gas :20 psi。

 

數(shù)據(jù)分析:Zeno SWATH DIA數(shù)據(jù)使用DIA- NN軟件處理,分別使用自建數(shù)據(jù)庫和非自建庫流程,自建數(shù)據(jù)庫為之前由OneOmics建立的人細(xì)胞裂解液數(shù)據(jù)庫。


主要結(jié)果:


1.

低進(jìn)樣量時蛋白質(zhì)鑒定和定量數(shù)量

在不同進(jìn)樣量時測試蛋白質(zhì)鑒定和定量數(shù)量,可以看到在250 pg進(jìn)樣量時,K562樣品可以鑒定到880個蛋白質(zhì)( FDR<1%),其中327個蛋白質(zhì)CV低于20% ( 圖1)。隨著樣品進(jìn)樣量的增加,蛋白質(zhì)鑒定數(shù)量增加,進(jìn)樣5ng時鑒定出3752個蛋白( FDR<1%),其中2457個蛋白CV低于20%??瞻讟悠钒凑障嗤瑮l件進(jìn)行分析,未檢測到蛋白或多肽,說明工作流程可靠性。

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圖1. 不同低進(jìn)樣量樣品中蛋白質(zhì)(左)

肽段(右)的鑒定和定量數(shù)量

 

左圖透明柱狀圖代表global FDR<1%時蛋白質(zhì)鑒定數(shù)量,實心柱狀圖代表FDR <1%和CV <20%的可定量蛋白質(zhì)數(shù)量。

 

2.

采用自建數(shù)據(jù)庫和非自建庫時蛋白質(zhì)鑒定數(shù)量對比

使用DIA-NN分別進(jìn)行基于自建數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)處理,以及直接從人類FASTA文件中生成理論數(shù)據(jù)庫的分析??傮w而言,兩種數(shù)據(jù)處理方法蛋白質(zhì)鑒定的重疊程度很高,使用自建數(shù)據(jù)庫處理的蛋白質(zhì)鑒定數(shù)量略多(約4%)(圖2),二者共同鑒定到的蛋白質(zhì)為819個。

 

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圖2. 使用數(shù)據(jù)庫與非數(shù)據(jù)庫分析流程中

蛋白質(zhì)鑒定數(shù)的對比

 

3.

Zeno SWATH IDA流程穩(wěn)定性測試

通過比較間隔1個月進(jìn)樣的2組實驗來評估低進(jìn)樣量實驗的日間重復(fù)性,每次實驗對相同的K562原液進(jìn)行稀釋,使用Zeno SWATH DIA進(jìn)行分析。可以看到,在3種低進(jìn)樣量下,觀察到相近的蛋白質(zhì)鑒定數(shù)量(圖3)。


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圖3. 用獨(dú)立稀釋的K562樣品進(jìn)行不同時間的比較


兩組實驗中,每個進(jìn)樣量樣品均進(jìn)行3次采樣。數(shù)據(jù)在DIA-NN軟件中使用基于自建數(shù)據(jù)庫的流程進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。透明柱狀圖表示global FDR <1%的蛋白質(zhì)鑒定數(shù),實心柱狀圖帶表示FDR <1%和CV <20%的可定量蛋白質(zhì)數(shù)。

 


 

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