史诗级更新!IP-MS蛋白互作组学解决方案
阅读:2904 时间:2023-02-24
免疫沉淀-质谱联用技术(IP-MS)是研究蛋白质相互作用、揭示蛋白质作用机理的重要研究方法。本公司推出IP-MS蛋白互作组学解决方案,包含三项子项目:
  • IP-MS效果评估:评估IP-MS实验效果,提升后续实验成功率,缩短试错周期;
  • 互作蛋白筛选:筛选鉴定诱饵蛋白的相互作用蛋白,辅助选择关键互作蛋白;
  • 动态互作组学:分析不同实验条件下与诱饵蛋白相关的蛋白相互作用的动态变化。

 

技术原理

 

通过亲和纯化方法(例如:免疫沉淀、Bio ID等)富集待研究的目的蛋白及其相互作用蛋白,然后与对照组平行进行质谱检测。根据质谱检测得到的鉴定与定量数据,筛选出仅在实验组中存在,或实验组中定量值显著较高的蛋白,这些蛋白就是目的蛋白的候选互作蛋白。

 

服务形式

 

由客户提供IP实验获得的beads样品→谱度众合以高分辨液质联用系统进行检测→基于质谱检测数据出具检测和分析报告,报告内容包括(见文末服务配置表):IP-MS实验效果和数据质量评估结果、高可信度互作蛋白列表和可用于辅助筛选关键互作蛋白的注释富集分析、蛋白互作数据库挖掘、互作网络分析、筛选和互作网络构建、结合公开蛋白互作数据库挖掘信息筛选互作网络关键节点互作动态分析等内容。

(IP-MS服务形式流程图)

 

产品优势

 

优化的送样形式

Beads 送样+样品匹配,显著提高检测深度和数据稳定性;

IP-MS效果评估

及时发现IP实验潜在问题,提供优化建议,显著提升验证实验成功率;

互作蛋白筛选方式

基于定量数据和差异分析筛选互作蛋白,显著提高鉴定效率和可信度;

高效辅助选择关键蛋白

①公开数据库+IP-MS实验数据,建立全面系统的蛋白互作整合网络,基于cytohubba网络节点重要性评分算法,分析互作网络中关键蛋白节点;

②基于GO和KEGG数据库进行功能注释和富集分析,辅助选择重要的互作蛋白;

互作程度比较

基于对照组和诱饵蛋白定量数据进行的蛋白互作程度校正和标准化,更准确有效地分析不同条件下蛋白相互作用的动态变化。

 

产品介绍

 

1.IP效果评估

IP-MS实验最主要的失败原因是前期的IP实验效果不理想,导致互作蛋白鉴定过多或过少、后续无法成功验证。而用WB检验IP实验效果,常因为抗体质量差、WB与质谱原理和灵敏度有差异等原因,导致WB结果难以预示MS结果。IP效果评估能在质谱检测前评估IP实验效果,提高后续IP-MS成功率,缩短试错周期。

我们推出“IP效果评估”产品,基于样品中全蛋白和诱饵蛋白的质谱鉴定和定量数据评估IP实验成效,判断该样品是否满足进行互作蛋白筛选或动态互作组学的要求,在前期实验不理想的情况下尽快止损,并提供实验优化意见,以获得可靠和理想的IP-MS实验结果。

送样要求:

01.至少1个IP-MS实验组样品;

02.单个样品起始细胞量建议>2*107;

03.亲和富集后,用无去垢剂的缓冲液或PBS清洗,以beads状态保存和送样。

 

2.互作蛋白筛选

传统的IP-MS研究不设对照组,仅用单个互作实验样本用于质谱检测,可能会鉴定到上千个蛋白,其中绝大多是非特异结合的蛋白,使得后续验证实验花费大、周期长、成功率低。

我们推出的“互作蛋白筛选”产品,根据实验组与对照组样品间全蛋白的定量差异筛选高可信度互作蛋白,并结合STRING数据库中已知的互作蛋白,建立完整的蛋白互作网络,通过互作网络重要性评分和功能注释富集分析辅助选择更可能具有研究意义的关键互作蛋白

送样要求:

01.至少1个IP-MS对照组样品+1个IP-MS实验组样品;

02.单个样品起始细胞量建议>2*107;

03.亲和富集后,用无去垢剂的缓冲液或PBS清洗,以beads状态保存和送样。

 

3.动态互作组学

在细胞中,蛋白之间的相互作用很多时候都是处于动态变化的过程中,有些互作仅在特定条件下出现,而有些互作会随条件变化而发生程度上的改变。

本公司推出“动态互作组学”产品,通过不同条件下多个实验组样品与对照组样品间蛋白定量的差异,筛选出诱饵蛋白的相互作用蛋白,基于诱饵蛋白定量信息校正蛋白相互作用程度,并分析不同条件下蛋白相互作用程度的变化。

送样要求:

01.至少1个IP-MS对照组样品+2个IP-MS实验组样品;

02.单个样品起始细胞量建议>2*107;

03.亲和富集后,用无去垢剂的缓冲液或PBS清洗,以beads状态保存和送样。

 

报告结果

 

1.IP实验效果评估表

基于样品中蛋白的检测数量、定量数据和诱饵蛋白检测情况等标准对项目数据进行多项评估。

若结果评估为“理想结果”,表明IP实验效果和数据质量较高,基于此数据的蛋白互作分析结果可信度高;若评估结果中存在“Warning”,表明结果数据可能不太理想,基于此数据进行的蛋白互作分析结果中可能存在较多的假阳性和假阴性结果,建议根据提示优化调整实验方法;若评估结果中存在“Error”,则无法通过同类样品筛选可信的互作蛋白,需根据提示更改实验条件和样品后再进行检测和分析。

若还具有对照组样品数据,其IP实验效果评估结果将更准确,对于IP-MS实验和结果分析的指导意义更明确。

 

2.基于定量数据的互作蛋白筛选鉴定

在蛋白鉴定与定量列表中,会根据蛋白在不同样品中定量的差异对其进行筛选鉴定,实验样品与对照样品间差异倍数>4的蛋白被筛选为诱饵蛋白的互作蛋白。

互作蛋白筛选结果以火山图展示,并对诱饵蛋白和相互作用最显著的4个互作蛋白进行标注。横坐标表示蛋白在实验组和对照组间的定量差异倍数,纵坐标表示蛋白在实验组和对照组间差异P值。每个点表示一个蛋白,蓝色点表示诱饵蛋白,红色点表示筛选出的互作蛋白,灰色点表示非特异性背景蛋白。

基于此项分析,可选择实验组和对照组间差异倍数和P值排名都靠前的蛋白,进行后续验证和功能探索。

 

3.互作蛋白功能注释富集气泡图

对鉴定到的蛋白进行GO和KEGG注释,并以鉴定到的所有蛋白列表作为背景,对筛选出的互作蛋白进行富集分析。结果以气泡图展示,图中每一行代表一个显著富集的注释条目,气泡大小、颜色和横坐标分别表示该注释条目的蛋白数量、富集P值及富集比值。

基于此项分析,可选择富集P值排行前列或较为关注的注释条目中的互作蛋白进行后续验证和功能分析。

 

4.STRING蛋白互作数据库信息挖掘

STRING数据库是目前最全面、应用最广泛的蛋白互作数据库,其中包含大量来源于相关实验(Evidence - experiment)或其他互作蛋白数据库(Evidence - database)的蛋白互作信息。项目报告中会检索STRING数据库中诱饵蛋白的所有已知蛋白相互作用,并对其来源和文献出处进行标注。

基于此项分析,可了解诱饵蛋白相关互作蛋白的研究现状,作为实验结果的补充和参考。

 

5.蛋白互作网络图

网络图中心节点为诱饵蛋白,其他每个节点表示一个互作蛋白,连线表示蛋白间存在相互作用。节点形状用于展示蛋白互作信息的来源,即其为本次IP-MS实验鉴定到的,还是STRING数据库中已收录的,或者二者兼有;节点颜色用于展示实验样品与对照样品间蛋白的差异倍数。此图仅展示IP-MS实验鉴定到的最多前25个互作蛋白及STRING数据库检索到的最多前25个相互作用蛋白。

 

6.关键结果子网路图

基于Cytohubba重要性评分算法从蛋白互作网络中筛选出前20个关键节点蛋白并绘制子网络,其中至少包含4个本次IP-MS实验鉴定到的互作蛋白,颜色表示该蛋白的重要性评分排序。本产品分别使用Degree、DMNC、MCC 3种不同算法对蛋白在互作网络中的重要性进行评分。理论上,在互作网络中重要性较高的蛋白更可能参与靶标蛋白相关的生物功能或信号通路,并在其中发挥更重要的作用。

基于此项分析,可选择重要性评分排名前列的互作蛋白作为更可能具有重要功能的互作蛋白,进行后续验证和功能分析。

 

 

 

 

 

 

7.蛋白互作动态变化和聚类结果

基于诱饵蛋白和各个互作蛋白在对照组中的定量信号,对互作蛋白在实验组中的定量值进行校正和标准化,计算和评估不同条件下各个互作蛋白与诱饵蛋白的相互作用程度。在不同条件下诱饵蛋白及互作蛋白的互作程度差异,将以折现图形式展示。每一条折线表示一个互作蛋白,横坐标表示不同的比较组,对应不同条件下的蛋白相互作用;纵坐标表示相互作用程度,各个互作蛋白与诱饵蛋白间最强的互作程度校正为1,未发生互作时的互作程度校正为0。并且通过mfuzz聚类分析,将所有互作蛋白根据其与诱饵蛋白互作程度的变化趋势进行分类,根据折线各个节点的纵坐标变化,反映互作蛋白在不同条件下互作程度的变化。

基于此项分析,可选择不同条件下互作程度变化最大的蛋白,或具有特定变化趋势的蛋白,进行后续验证和功能分析。

 

服务配置表

 

*加粗部分为重要核心结果。

IP实验的设计及实验效果会直接影响质谱数据的质量,是影响数据可信度和验证成功率最主要的因素。我司原创性的整理出《蛋白互作组学系列》文章,介绍了实验材料、抗体选择、实验方法、送样要求、实用数据库、软件工具、挑选验证技巧等内容,可作为进行IP-MS实验的重要参考。