论文发表蛋白质组数据

之前本来打算根据自己对蛋白质组学数据分析的经验和理解写一系列相关教程出来供复习参考，没想到在网上查到别人已经做过了，而且笔记相当全面，从样本处理到质谱仪原理再到数据分析等等都有提及，虽然是2016-2017年的课程，但内容并未过时，对我自己也大有益处。虽然其中一些内容有重复，但我也不想再进行整理了。因为笔记链接只有微信稿，担心后期会失效，所以这里只是简单地拷贝过来，以供复习之用。

1. 蛋白质组学研究方法概述（上） 1. 蛋白质组学研究方法概述（下） 2. 蛋白质组学样品前处理（1） 2. 蛋白质组学样品前处理（2） 2. 蛋白质组学样品前处理（3） 2. 蛋白质组学样品前处理（4） 3. 蛋白质谱的原理及使用（1） 3. 蛋白质谱的原理及使用（2） 3. 蛋白质谱的原理及使用（3） 3. 蛋白质谱的原理及使用（4） 4. 蛋白质组学数据分析基础（1） 4. 蛋白质组学数据分析基础（2） 4. 蛋白质组学数据分析基础（3）

库鑫 博士，2007年毕业于华中科技大学同济医学院，获学士学位。同年9月被保送至中科院上海药物研究所并于2010年取得硕士学位。2010年10月至2014年6月在德国慕尼黑工业大学（Technische Universität München）生物分析与蛋白质组学研究所（Prof. Bernhard Kuster）攻读博士学位，专业方向为基于串联质谱的蛋白质组学在肿瘤药物研究中的应用。库鑫在博士期间发展了基于定量质谱的化学蛋白组学方法用于近生理条件下激酶小分子药物脱靶效应的研究，相关结果发表于J Prot Res, J Prot等杂志上。现任职于上海交通大学系统生物医学研究院，研究方向：肿瘤相关生物标志物的发现和蛋白质糖基化修饰的研究。

刘晓慧 博士，高级工程师，复旦大学化学系/生物医学研究院 。 蛋白质组学与系统生物学实验室，2003年毕业于湖南师范大学 获理学学士学位，2006年毕业于湖南师范大学 获生物化学与分子生物学硕士学位，2014年毕业于复旦大学，获化学生物学博士学位。2006年至今，工作于复旦大学化学系，从事基于生物质谱的蛋白质和多肽定量方法的应用和开发，熟悉iTRAQ,MRM,MRM-HR,SWATH等相关技术，参与发表相关论文30余篇。

李溱 博士，副教授。中国农业大学生物学院，植物生理学与生物化学国家重点实验室，中国农业大学“985”功能基因组中心生物质谱实验室。李博士1999年毕业于北京师范大学，获得理学学士学位，2007年毕业于美国德克萨斯州Texas A&M大学，获得博士学位。2008年-2009年在University of Illinois at Urbana-Champaign从事博士后研究，2011年至今，就职于中国农业大学生物学院，负责生物质谱实验室日常运行，对外提供蛋白质组学和代谢组学技术服务，开展基于高分辨质谱技术的植物代谢组学和蛋白质组学研究工作。

廖日晶 博士，副研究员。2006.9-2011.7于中科院上海有机化学研究所硕博连读，研究方向为天然产物抗生素的生物合成机制，2011.8-2015.5于诺华（中国）生物医学研究所从事博士后研究，研究方向为运用生物质谱技术开发组蛋白后修饰的新型分析方法学。2015年6月至今任中科院上海临床研究中心副研究员，从事生物质谱技术在基础以及临床科研方面的运用和开发新型分析方法学的研究。在攻读博士与博士后期间，以第一作者身份在美国化学会志（JACS IF: 13.0）、分析化学（Analytical Chemistry IF: 5.9）、化学和生物学（Chemistry & Biology IF: 6.6)等重要刊物上发表多篇论文。

沈诚频 博士，2005年毕业于复旦大学化学系，获得理学学士学位；同年保送至复旦大学生物医学研究院攻读博士学位，师从复旦大学生物医学研究院常务副院长杨芃原教授，2011年获得理学博士学位，攻读博士学位期间，作为访问学者于2009年-2011年前往美国麻省理工大学生物工程系交流学习。主要开展的工作包括：人肝蛋白质组学，蛋白质组学信息学，糖蛋白质组学。于2011年作为应用科学家加盟康昱盛信息科技有限公司生物信息学部，并于2013年聘为公司高级应用科学家及生物信息学部主管，主要负责蛋白质组学及生物通路分析软件和方法的技术支持及方案咨询。

唐家澍 博士，2006年毕业于南京大学理科强化部，生物化学专业，获得学士学位。2013年毕业于中科院上海生化所，师从曾嵘研究员，主要从事蛋白质组学技术和应用研究。随后在中科院上海生科院系统生物学重点实验室进行了为期两年的博士后训练，主要从事系统生物学和基于分子生物学的功能研究。从2016年1月开始，在赛默飞世尔科技色谱质谱事业部担任应用工程师，主要擅长磷酸化蛋白质组学技术，定量蛋白质组学技术以及质谱数据的生物统计学和生物信息学分析。

吴泽明 赛默飞质谱代谢组学业务发展经理，2012年毕业于中科院大连化物所，同年加入Thermo,先后任Chemist、Application Scientist与北区技术负责人等职。近10年来一直从事和密切介入基于质谱技术的代谢组学、脂质组学相关研究，在PNAS、MOL BIOSYST等杂志发表论文多篇。现专注致力于质谱与各种分离技术在Metabolomics/Lipidomics及其在疾病、生物功能与食品组学等方向的应用方法开发、技术支持和科学项目合作。

张伟 博士，赛默飞转化医学业务发展经理，在Chem. Comm., Anal. Chem., J. Proteome Res., Proteomics, J.Proteomics等知名杂志上发表论文14篇，其中第一作者10篇。2012年毕业于复旦大学生物医学研究院，获博士学位；2012年加入赛默飞公司，从事生物质谱与蛋白质组学领域的研究、技术开发、市场开拓工作。

周岳 毕业于中国科学院生物物理研究所，致力于蛋白质组学，生物制药的应用开发，技术支持和科学研究工作。在生物质谱蛋白定性分析，翻译后修饰以及蛋白定量方面有丰富的经验，参与完成多篇高水平文章的质谱工作。在赛默飞世尔科技担任质谱应用工程师期间，优化了QE系列产品，fusion系列产品在蛋白质组学应用中的质谱参数，并在Orbitrap用户中进行推广。建立了基于QE,Fusion的DIA数据采集以及数据分析流程，实现了7500个蛋白的DIA定量分析。

期刊：Cell Reports；影响因子：8.109 发表单位：约翰霍普金斯大学等    高级浆液性卵巢癌（HGSC）是导致大多数与卵巢癌相关的死亡的最常见和致命的卵巢癌类型，了解卵巢癌发生、发展和治疗敏感性的分子机制是进一步提高患者生存率的关键步骤。先前已有大规模的组学研究中对肿瘤组织进行了广泛的分析，包括基因组、转录组、蛋白组以及表观修饰等，然而对于蛋白质翻译修饰而言，除磷酸化外，尚未在大规模蛋白质组学研究中研究其他蛋白质修饰。糖基化在癌症发展过程中起着至关重要的作用，例如细胞间粘附、细胞生长、配体-受体结合和肿瘤转移。与其他蛋白质修饰相比，糖蛋白的分析由于糖蛋白结构的巨大复杂性和异质性而受到限制。糖蛋白组学技术的最新进展已使复杂糖蛋白的全面分析成为可能。     2020年10月发表在《Cell Reports》的一项研究中，利用蛋白质组学和N-链接糖基化蛋白质组学技术，系统地分析了83例HGSC患者肿瘤组织及23例健康输卵管组织标本。研究提供了HGSC完整的蛋白组学和糖蛋白组学特性，发现肿瘤中的糖蛋白在多个水平上受到调节，包括糖蛋白丰度、确定的特定糖位处糖基化的总体程度以及糖位处糖基化的类型，并揭示了以前从未研究过的蛋白质糖基化在卵巢癌中的潜在功能。     由于一系列修饰，许多基因产物表现出极大的结构异质性。这些修饰不是直接编码在基因组模板中，但往往影响蛋白质的功能。蛋白质糖基化在蛋白质正常功能中起着至关重要的作用。但是，与其他蛋白质修饰（例如磷酸化）相比，糖蛋白的分析具有挑战性。本研究对83个前瞻性收集的高级浆液性卵巢癌（HGSC）和23个非肿瘤组织进行了蛋白质组学和糖蛋白组学的综合分析，揭示了肿瘤特异性糖基化以及与三个肿瘤簇相关的不同糖基化，并鉴定了与糖基化改变相关的糖基化酶。     83个卵巢癌和23个相关非肿瘤组织的蛋白质组学和糖蛋白组学；     糖基化与3个肿瘤簇相关；     糖蛋白和糖位的肿瘤特异性变化显而易见；     确定负责糖基化改变的酶。     收集了83例未经治疗的HGSC肿瘤和23例非肿瘤组织，用于定量蛋白质组学和N-连接糖蛋白组分析。总共鉴定出8144种蛋白质，其中1690个含N-连接糖基的肽。根据已鉴定的N联聚糖的单糖组成，定义了三种聚糖类型：低聚甘露糖/高甘露糖（HM），含有两个N-乙酰基己糖胺（N）和己糖（H）而没有另外的岩藻糖（F）或唾液酸（S）的聚糖；唾液酸化聚糖（Sia），代表任何含有S的聚糖；以及岩藻糖基化聚糖（Fuc），代表任何已鉴定的含有F的聚糖。    为了研究HGSC的癌症异质性，作者使用糖蛋白组学数据进行聚类分析，鉴定了3种糖肽簇（IGP1-3）。通过计算了IGP簇与临床表型的相关性，IGP3与肿瘤细胞数量呈负相关，与网膜的解剖部位呈负相关。功能分析显示，IGP1富含溶酶体，IGP2中富含磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）-Akt信号通路、粘着斑和细胞外基质（ECM）-受体相互作用，IGP3富含补体和凝血级联。结果还显示了与IGP簇相关的聚糖，包括IGP1中的HM聚糖，IGP2中的HM和Fuc聚糖，IGP3中的Fuc和Sia聚糖。     先前研究已报道，IGP肿瘤簇与分化、免疫反应、间充质和增生等4种亚型有关。作者进一步探索本研究中IGP肿瘤簇与肿瘤亚型的关系，发现免疫反应性亚型的特征蛋白在IGP簇1中升高，间充质的特征蛋白在IGP2中降低而在IGP3中升高，这表明IGP1与免疫反应性亚型有关，而IGP3与间充质亚型有关。通过评估基质细胞和免疫细胞对聚类结果的影响，IGP1簇似乎不受肿瘤纯度或基质评分的影响，IGP2具有相对较高的肿瘤纯度和较低的基质和免疫评分，IGP3具有较低的肿瘤纯度和较高的基质和免疫评分。    蛋白糖基化水平的主成分分析（PCA）显示，肿瘤和非肿瘤样本存在明显界限。与非肿瘤样品相比，在肿瘤中48个糖肽显著上调，而94个糖肽显著下调。为了寻找对卵巢癌诊断的可能有用的差异糖蛋白，作者使用受试者工作特性曲线评估了糖肽特征，显示HYOU1、FKBP10、PSAP和PPT1能够对肿瘤和非肿瘤组织进行良好分类。功能分析显示，溶酶体是肿瘤样品中显著上调的糖肽富集的通路，而补体和凝血级联通路、ECM-受体相互作用、PI3K-Akt信号通路、局灶性在肿瘤样品中被下调糖肽富集。比较肿瘤样品和非肿瘤样品之间糖肽的相对丰度，观察到带有HM型聚糖的糖肽在肿瘤中具有更高丰度，而含有Fuc和Sia的糖肽在肿瘤中丰度低。含HM、Fuc或Sia的糖肽涉及的途径表明，溶酶体途径是含HM的糖肽中最富集的途径，Euc糖肽富集ECM-受体相互作用，Sia糖肽富集凝血级联反应。    比较肿瘤和非肿瘤样品中蛋白糖基化和蛋白表达，糖基化位点和糖蛋白在肿瘤中显示出不同的调节水平，糖蛋白可能受糖基化占有率以及整体蛋白表达的调控。尽管含糖基肽的大多数差异丰度变化仍与相应的整体蛋白表达正相关，但某些糖蛋白糖基的丰度变化可能显示出与其全局水平不同的表达模式。例如，卵巢癌的生物标志物之一MCU16，在HGSC和健康输卵管中蛋白表达量相近，但其两个糖修饰位点MUC16_12272和MCU16_12586的糖基化修饰水平则在HGSC中明显升高，这表明简单地测量蛋白质丰度和随后的基于蛋白质的聚类可能不足以全面了解肿瘤生物学。与非肿瘤相比，肿瘤中糖肽的丰度变化不仅受每个糖位处的糖基化反应程度的调节，也受到修饰糖位的聚糖的影响。含HM聚糖的糖肽在肿瘤中大多过表达，而含其他类型含聚糖的糖肽的丰度变化则各不相同，并观察到在相同糖位上糖基化的异质性。    为了研究聚糖表达的调节，作者将糖肽数据集中每个肿瘤和非肿瘤样品中糖肽的丰度与从蛋白质组学数据集中确定和量化的糖基化酶的蛋白质丰度进行了关联，发现具有HM聚糖糖基化的糖肽与糖苷酶2亚基β（PRKCSH）的表达呈正相关。同时，在所有已识别的糖基化酶中只有PRKCSH被发现在肿瘤中显著上调，经HM聚糖修饰的糖肽在肿瘤样品中增加。     为了确定HM修饰对糖蛋白的潜在作用，作者分析了部分糖基化生物合成途径以合成具有关键糖基化酶功能的HM。肿瘤细胞中PRKCSH表达的增加可能导致具有HM糖基化的糖蛋白升高，从而阻止了进一步详细的复杂碳水化合物合成。HM聚糖修饰的这种增加对于为肿瘤生长大量合成的糖蛋白可能至关重要，对癌细胞中被HM修饰的糖蛋白网络的研究可能有助于鉴定快速细胞生长所需的糖蛋白。通过蛋白网络分析，作者发现肿瘤中上调的HM糖蛋白质参与了一个主要与溶酶体、胶原代谢过程和内膜系统有关的网络。总之，通过分析由HM聚糖修饰的糖肽，该研究确定了糖蛋白是癌症发展所需的潜在靶标。    在这项研究中，综合的多组学分析，包括HGSC的蛋白质组学和糖蛋白组学分析，证明了糖基化与卵巢癌的联系。通过应用多组学数据在肿瘤和非肿瘤之间的差异表达，鉴定了几种潜在的肿瘤特异性蛋白，糖蛋白和聚糖。进一步的研究表明，肿瘤中糖蛋白表达的差异可以表现为糖位处糖基化程度的差异以及糖位上聚糖的类型。肿瘤的糖基化生物合成途径不同于非肿瘤，由于PRKCSH的上调，N-连接的糖蛋白在肿瘤中可以携带更多的HM聚糖，这可能是PRKCSH调节肿瘤中有效糖蛋白产生、抗环境压力和溶酶体过度活化的常见机制。总之，HGSC肿瘤样品的综合蛋白质组学和糖蛋白质组学测量提供了宝贵的公共资源，将糖蛋白与其糖基化程度、聚糖修饰和糖基化酶联系起来的糖蛋白组学数据将改善未来对卵巢癌分子基础的了解。