iTRAQ差異蛋白質(zhì)組學(xué)質(zhì)譜定量技術(shù)-iTRAQ(isobaric Tagging for Relative and Absolute Quantitation)

技術(shù)簡(jiǎn)介：

研究不同生理和病理?xiàng)l件下細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的含量和狀態(tài)變化是比較蛋白質(zhì)組學(xué)的核心內(nèi)容.要揭示上述動(dòng)態(tài)過程往往需要進(jìn)行多個(gè)樣品的同步比較分析.近年來，在體內(nèi)和體外同位素標(biāo)記基礎(chǔ)上，用多維液相色譜分離多肽，進(jìn)而用串聯(lián)質(zhì)譜進(jìn)行相對(duì)定量的分析方法已成為高通量比較蛋白質(zhì)組研究的主要手段之一.

iTRAQ (isobaric tags for relative and absolute quantitation)技術(shù)是由美國(guó)應(yīng)用生物系統(tǒng)公司ABI 研發(fā)的一種多肽體外標(biāo)記技術(shù)。該技術(shù)采用4種或8種同位素的標(biāo)簽，通過特異性標(biāo)記多肽的氨基基團(tuán)，爾后進(jìn)行串聯(lián)質(zhì)譜分析，可同時(shí)比較4種或8種不同樣品中蛋白質(zhì)的相對(duì)含量或絕對(duì)含量。

技術(shù)優(yōu)點(diǎn):

1．    具有多種標(biāo)記試劑,可同時(shí)對(duì)2-8個(gè)樣品進(jìn)行蛋白差異分析.

2．    該技術(shù)為體外標(biāo)記,可標(biāo)記各種動(dòng)物組織、植物組織、微生物、血漿、體液、細(xì)胞培養(yǎng)物、等樣本。

3. 和以凝膠為基礎(chǔ)的定量方法比較，該技術(shù)不僅可發(fā)現(xiàn)胞漿蛋白，還有膜蛋白、核蛋白、胞外蛋白,并可檢測(cè)出低豐度蛋白、強(qiáng)堿性蛋白、小于10KD或大于200KD的蛋白。

4.可標(biāo)記修飾后的氨基酸，因此可對(duì)磷酸化蛋白等翻譯后修飾蛋白進(jìn)行定性定量研究。

5.報(bào)告離子的相對(duì)分子質(zhì)量較低(113-121)，低分子量區(qū)是質(zhì)譜定性(質(zhì)量確定)和定量(豐度比較)較為準(zhǔn)確的區(qū)域，因此質(zhì)譜檢測(cè)更為靈敏可靠。

技術(shù)原理:（以下均以4標(biāo)為例）

圖1：iTRAQ 試劑結(jié)構(gòu)

iTRAQ試劑由三部分組成：

報(bào)告基團(tuán)（reporter group相對(duì)分子質(zhì)量分別為114、115、116和117）

質(zhì)量平衡基團(tuán)（balance group相對(duì)分子質(zhì)量分別為31、30、29 和28）

肽反應(yīng)標(biāo)記試劑基團(tuán)(peptide reactive group)

形成4種相對(duì)分子質(zhì)量均為145的等量異位標(biāo)簽。

圖2：iTRAQ實(shí)驗(yàn)標(biāo)記原理

iTRAQ試劑標(biāo)記酶解后的肽段,可與氨基酸N端及賴氨酸側(cè)鏈連接的胺標(biāo)記同重元素(isobaric)。在質(zhì)譜圖中，任何一種iTRAQ試劑標(biāo)記的不同樣本中的同一蛋白質(zhì)表現(xiàn)為相同的質(zhì)荷比。

圖3.iTRAQ實(shí)驗(yàn)二級(jí)質(zhì)譜

在串聯(lián)質(zhì)譜中，報(bào)告基團(tuán)、質(zhì)量平衡基團(tuán)和多肽反應(yīng)基團(tuán)之間的鍵斷裂，質(zhì)量平衡基團(tuán)丟失，帶不同同位素標(biāo)簽的同一多肽產(chǎn)生質(zhì)量為114,115,116和117Da的報(bào)告離子，根據(jù)報(bào)告離子的豐度可獲得樣品間相同肽段的定量信息，再經(jīng)過軟件處理得到蛋白質(zhì)的定量信息。