[發(fā)明專利]譜庫的生成方法和串聯(lián)質(zhì)譜譜圖鑒定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010208640.3
• 申請日: 2010-06-13
• 公開（公告）號: CN101871945A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉叮;付巖;孫瑞祥;賀思敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所
• 主分類號: G01N33/68
• 分類號: G01N33/68;G01N27/62
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及蛋白質(zhì)組鑒定方法，特別涉及一種譜庫的生成方法和串聯(lián)質(zhì)譜譜圖鑒定方法。

背景技術(shù)

眾所周知，絕大多數(shù)生物的遺傳信息保存在DNA中。DNA通過轉(zhuǎn)錄過程生成信使RNA，而信使RNA又通過翻譯過程生成蛋白質(zhì)，從而實現(xiàn)了遺傳信息由DNA到RNA再到蛋白質(zhì)的傳遞，這一過程也被稱為生命的中心法則。在從RNA翻譯生成蛋白質(zhì)的過程中，20種氨基酸以肽鍵順序相連所形成的鏈狀分子被稱為肽，而其中分子量達到一定級別的肽則被稱為蛋白質(zhì)。大多數(shù)蛋白質(zhì)在翻譯形成后，會在蛋白質(zhì)中的某些氨基酸上增加某種功能團(如在蛋白質(zhì)的N末端加入乙酰)，或增加了其他的蛋白質(zhì)或肽，或改變了氨基酸的化學(xué)性質(zhì)或結(jié)構(gòu)，這一過程被稱為發(fā)生了化學(xué)修飾，由于該過程發(fā)生在前述的翻譯過程后，因此在蛋白質(zhì)氨基酸上所發(fā)生的變化也被稱為蛋白質(zhì)翻譯后修飾。蛋白質(zhì)翻譯后修飾能夠改變氨基酸的化學(xué)性質(zhì)，引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，擴充蛋白質(zhì)的功能。很多蛋白質(zhì)的重要生物活性都是在發(fā)生翻譯后修飾之后才具有的。此外，在體外的蛋白質(zhì)樣品處理中，也經(jīng)常會有意或無意的人為引入一些化學(xué)修飾。修飾質(zhì)量的絕對值通常都比較大，如大于10Da。

目前已知的蛋白質(zhì)修飾類型已有幾百種，檢測蛋白質(zhì)樣品中發(fā)生了哪些翻譯后修飾對于蛋白質(zhì)鑒定是個重要而困難的問題。液相色譜與質(zhì)譜儀聯(lián)用，并結(jié)合數(shù)據(jù)庫搜索計算是目前蛋白質(zhì)組學(xué)中鑒定蛋白質(zhì)及其翻譯后修飾的常用方法。在這種方法中，通過液相色譜與質(zhì)譜儀聯(lián)用可以得到蛋白質(zhì)樣品的實驗串聯(lián)質(zhì)譜。實驗串聯(lián)質(zhì)譜的獲取過程包括：蛋白質(zhì)樣品首先被選定的蛋白酶水解，形成肽混合物；肽混合物通過液相色譜進行分離，不同物理化學(xué)性質(zhì)的肽先后從色譜柱中流出；從色譜柱中流出的肽不斷進入質(zhì)譜儀；肽在質(zhì)譜儀中被離子化，肽段離子也被稱為母離子，具有特定質(zhì)量電荷比的肽離子在能量作用下碎裂形成碎片離子，碎片離子被分離和檢測形成肽碎片離子譜；通過以上過程便得到蛋白質(zhì)的實驗串聯(lián)質(zhì)譜。在得到實驗串聯(lián)質(zhì)譜后就可以從實驗串聯(lián)質(zhì)譜中鑒定肽的氨基酸序列，進而鑒定蛋白質(zhì)。從實驗串聯(lián)質(zhì)譜中鑒定肽的氨基酸序列時通常采用數(shù)據(jù)庫搜索計算的方法。

數(shù)據(jù)庫搜索計算的方法有多種，譜庫搜索方法是其中的典型代表。所述譜庫的全稱為譜圖數(shù)據(jù)庫，它是由實驗譜圖數(shù)據(jù)組織而成的集合。譜庫搜索方法的基本實現(xiàn)步驟包括：在計算過程中，將待檢測蛋白質(zhì)的實驗串聯(lián)質(zhì)譜與譜庫中所保存的實驗串聯(lián)質(zhì)譜進行比較，從所述譜庫中選擇母離子質(zhì)量(或質(zhì)荷比)相同或相近的實驗串聯(lián)質(zhì)譜作為候選結(jié)果，最后再通過諸如打分機制等方式從所述候選結(jié)果中找出與待檢測蛋白質(zhì)的實驗串聯(lián)質(zhì)譜相匹配的實驗串聯(lián)質(zhì)譜圖。通常，譜庫中的實驗串聯(lián)質(zhì)譜圖所對應(yīng)的各種信息是已知的，因此，也就可以由此鑒定出肽的氨基酸序列，進而鑒定蛋白質(zhì)。

從上述說明可以看出，所述譜庫中的實驗串聯(lián)質(zhì)譜的母離子質(zhì)量(或質(zhì)荷比)只有與待檢測蛋白質(zhì)的實驗串聯(lián)質(zhì)譜的質(zhì)荷比相同或相近才有可能成為所述的候選結(jié)果，這種對候選結(jié)果的質(zhì)荷比范圍有嚴(yán)格規(guī)定的譜庫搜索方法又被稱為限制性搜索方法。在現(xiàn)有的譜庫搜索方法及實際運用中，限制性搜索方法占了絕大多數(shù)。但正如前文所提到的那樣，蛋白質(zhì)翻譯后修飾是本領(lǐng)域中的一種常見現(xiàn)象，如果待檢測蛋白質(zhì)中的某個肽段發(fā)生了某種翻譯后修飾，而之前生成的譜庫中由于譜圖覆蓋率的限制，只引入了該肽段的無修飾形式或含有其它種類修飾形式的譜圖，那么在利用前述的譜庫搜索方法時，正確的候選肽的實驗串聯(lián)質(zhì)譜可能根本就不會進入候選結(jié)果中，這必然會影響蛋白質(zhì)鑒定的準(zhǔn)確性。在目前的蛋白質(zhì)組實驗中，質(zhì)譜儀產(chǎn)生的大部分譜圖不能有效解析，譜圖解析率只有10％到30％，一個重要原因就是蛋白質(zhì)中具有未知或未預(yù)料到的修飾，從而無法找到正確的候選肽，影響了后續(xù)的鑒定過程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的基于譜庫的鑒定方法由于蛋白質(zhì)中所具有的未知或未預(yù)料到的修飾而無法找到正確的候選譜圖，影響鑒定準(zhǔn)確性的缺陷，從而提供一種高準(zhǔn)確性的譜圖鑒定方法。

本發(fā)明提供了一種譜圖數(shù)據(jù)庫的生成方法，包括：

步驟1)、選取已解析的實驗串聯(lián)質(zhì)譜譜圖，所述已解析的串聯(lián)質(zhì)譜譜圖中包括母離子肽序列、電荷、修飾類型和位點在內(nèi)的信息；

步驟2)、從所述已解析的實驗串聯(lián)質(zhì)譜譜圖中去除冗余譜圖，得到代表譜；

步驟3)、將所述代表譜所代表的母離子肽序列按理論碎裂模式進行劃分，得到與所述代表譜相對應(yīng)的理論譜；

步驟4)、合并所述代表譜與所對應(yīng)的理論譜，得到優(yōu)化譜；

步驟5)、對所述優(yōu)化譜做譜峰標(biāo)注，由譜峰標(biāo)注后的優(yōu)化譜生成譜圖數(shù)據(jù)庫。

上述技術(shù)方案中，還包括：