蛋白组学标记和非标记的区别和联系

蛋白组学标记与非标记技术的比较与关联

 

蛋白组学标记和非标记是两种广泛应用于dànbáizhì定性与定量分析的技术策略，其核心差异在于是否引入外源性同位素或化学标签进行样品区分。标记技术（如TMT、iTRAQ、SILAC）通过稳定的同位素或质量标签对不同样本的dànbáizhì/肽段进行编码，使混合样本在质谱分析时产生特定的质量偏移，从而实现多样本并行定量。这类方法具有较高的定量精度（通常CV<15%），尤其适用于时间序列或多组别比较研究，但可能受标记效率限制（如Lys残基标记不全）并存在同位素重叠干扰。非标记技术（Label-free）则直接利用质谱信号强度（DIA/DDA模式）或肽段计数进行相对定量，其优势在于样本处理简单、无标记容量限制且成本较低，但需要更严格的实验重复（建议n≥5）以克服仪器稳定性带来的变异。

 

从技术关联性来看，蛋白组学标记和非标记均依赖液相色谱-质谱（LC-MS/MS）平台，共享数据库搜索算法（如MaxQuant、Proteome Discoverer），且zuì终数据均需进行归一化处理（如Median normalization）以消除系统误差。值得注意的是，标记技术中的SILAC（稳定同位素标记氨基酸细胞培养）与非标记技术均可实现juéduì定量，前者通过重标肽段作为内标，后者则需借助外源添加的合成肽段（如PSAQ）。在动态范围方面，蛋白组学标记技术通常可覆盖3-4个数量级，而非标记技术在优化DIA参数后可达相似水平。具体费用需要根据实验需求和样品情况来确定。

 

在临床应用场景中，蛋白组学标记技术因其多路复用能力（如TMTpro 16plex）更适合珍贵临床样本的高通量筛查，而非标记技术则更适应大规模队列研究。近年发展的混合策略如mTRAQ（部分标记）结合了两者优势，在保留定量精度的同时降低实验复杂度。数据兼容性方面，标记实验的RAW文件通常可直接跨平台分析（如Thermo Orbitrap与ScieX TripleTOF），而非标记数据则对质谱仪器的稳定性有更高要求。

 

常见问题：

 

Q1. 在磷酸化蛋白zhìzǔxué研究中，为何标记技术通常比非标记获得更高的位点鉴定数？

A：标记技术（如SILAC）通过同位素标记降低肽段混合物的复杂性，提高MS/MS谱图质量。特别是对于低丰度磷酸化肽段，标记后的质量差可有效区分近同肽段，减少离子抑制效应。此外，TMT标记结合TiO2富集时，标记试剂可增强磷酸化肽段的离子化效率。

 

Q2. 非标记DIA技术如何解决共洗脱肽段的定量干扰问题？

A：现代DIA采用可变窗口采集（如SWATH 2.0）结合谱库解卷积算法（如DIA-NN），通过保留时间对齐和碎片离子模式匹配，可将共洗脱肽段的定量准确度提升至>85%。高分辨率质谱（如Orbitrap Exploris 480）配备实时校准（RTCC）进一步降低质量偏移误差。

 

Q3. 标记技术中的TMT与iTRAQ在多重定量能力之外有何关键性能差异？

A：TMTpro系列（16plex）相比iTRAQ 8plex具有更小的质量差（Δ1.003Da），需用Orbitrap Tribrid等超高分辨率质谱区分报告离子。而iTRAQ的113-121Da报告离子在Q-TOF上更易检测，但易受低质量区背景噪声干扰。二者在làoānsuān磷酸化肽段定量中均存在报告离子抑制现象。