藥物靶點蛋白質組

藥物標的蛋白質組學整合定量蛋白質組學(Label-free/DIA/TMT)與化學蛋白質組學策略(如 Thermal Proteome Profiling TPP、Activity-Based Protein Profiling ABPP),系統性鑑定藥物直接結合標的蛋白、脫靶效應、標的參與路徑,貫穿藥物標的發現、MoA 解析、臨床轉化全鏈條。

原理介紹

藥物處理細胞/組織樣本後進行蛋白萃取與酶解,化學蛋白質組學方法(TPP/ABPP 等)處理樣本,LC-MS/MS 高解析質譜檢測,透過劑量-反應熔解曲線或競爭性結合分析識別標的,結合蛋白質相互作用網絡(PPI)與路徑富集分析定位核心標的蛋白與調控網絡。

實驗流程

1

樣本前處理與蛋白製備

樣本以預冷 PBS 清洗、液氮驟冷、勻漿裂解,BCA/Bradford 法定量;DTT 還原、IAA 烷基化後胰蛋白酶充分酶解;

2

胜肽純化與分級

C18 Cartridge 除鹽並真空凍乾以去除鹽離子;可選 HPLC 反相分級(10-20 餾分)提升整體鑑定深度與覆蓋率;

3

LC-MS/MS 檢測

奈米流速 HPLC 聯用高解析質譜平台分離與偵測,以 DDA 或 DIA 模式採集並解析胜肽訊號,全面獲取高品質圖譜資料以供分析;

4

資料庫檢索與定量

以搜尋引擎比對 UniProt 或自定義資料庫(FDR <1%),完成蛋白/胜肽鑑定並輸出完整定量矩陣,全面支撐後續定量分析;

5

生資分析

差異蛋白篩選(|FC| ≥1.5, P <0.05)、GO/KEGG 路徑富集、PPI 網絡、聚類熱圖、火山圖,全面呈現分析結果。

送樣標準

動物組織

常規動物組織(肝、心、腦、皮膚、腎、腸道、肌肉、各種腺體等)≥10 mg(風險 5 mg),人源臨床組織樣本建議 ≥10 例生物重複,常規動物組織 ≥3 例生物重複;

細胞樣本

貼壁細胞 ≥5×10⁶ 個,懸浮細胞 ≥1×10⁷ 個;

體液樣本

血清/血漿 ≥100 μL(風險 50 μL),尿液 ≥1 mL(風險 0.5 mL),腦脊髓液 ≥1 mL;

蛋白/胜肽樣本

蛋白總量 ≥100 μg,胜肽總量 ≥50 μg;

保存運輸

液氮驟冷後 -80℃ 保存(≤3 年),分裝多管避免反覆凍融,乾冰寄送。

交付內容

原始資料

質譜原始檔案(RAW 格式)、胜肽二級圖譜、酶解與分離實驗參數;樣本處理全程記錄,提供 MD5 校驗碼;

資料品質管控報告

樣本品質(蛋白萃取量、胜肽回收率);質譜檢測品質(胜肽鑑定數、蛋白鑑定數、Q30 比例、蛋白鑑定 FDR);

蛋白定量與註釋結果

定量表達矩陣(FPKM/Intensity、FC 值、P 值、FDR 值);差異蛋白清單、火山圖、熱圖;資料庫註釋(UniProt + metagenome 自建庫);

功能分析結果

GO/KEGG 路徑富集(Top 20)、蛋白質相互作用網絡(PPI)、差異蛋白聚類熱圖;多組學關聯分析(可選);

分析與解讀報告

核心結論(關鍵蛋白集合、潛在生物標記、關鍵調控路徑);結果解讀(核心蛋白的功能機制、與疾病/表型的關聯)。

常見問題

可以,透過「技術優化+平台適配」實現:①樣本處理:採用超微量蛋白萃取試劑盒(S-Trap/SP3,回收率 ≥80%);②胜肽富集:C18 ZipTip 微量胜肽富集,適配低至 20 μg 蛋白樣本;③平台選擇:優先選用 timsTOF Pro 2 / Orbitrap Astral 高靈敏度平台;④資料分析:採用「局部加權回歸」校正基線,降低低豐度蛋白偽陽性率。

依研究目的選擇:①DIA(4D-DIA / Astral-DIA):通量高、定量準、覆蓋廣,適合大規模發現/大隊列;②DDA(PRM / 修飾定量):靈敏度高、修飾位點定位準,適合標靶驗證與修飾組學;③TMT 標記:可同時定量最多 16 個樣本,適合中等規模隊列;④Label-free:無需標記、靈活,適合小樣本與多類型樣本混合研究。

多組學聯合分析核心:①樣本一致性:必須使用同一來源、同批次處理的樣本,避免樣本差異導致關聯偏差;②調控方向匹配:關注蛋白表達趨勢與 mRNA 一致/互補的分子,mRNA 無差異但蛋白上調提示轉譯後調控;③路徑聚焦:取多組學共同富集的路徑,鎖定核心調控軸;④工具支援:使用 Metascape、String 等建構「mRNA-蛋白-代謝物」網絡。

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