[發明專利]一種自動解析穩定同位素標記糖鏈定量質譜數據的方法

有效

• 申請號: 201811650390.1
• 申請日: 2018-12-31
• 公開（公告）號: CN109738532B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 黃江銘;蔣碧云;曹緯倩;楊芃原
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/06;G01N33/68
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發明屬蛋白質分析技術領域，具體為一種自動解析穩定同位素標記糖鏈定量質譜數據的方法。本發明利用工具gQuant對MALDI?MS產出的同位素標記的糖鏈質量校正從而進行準確相對定量；該工具充分考慮了同位素標記相對定量數據的特點，對同位素交疊進行了準確的校正，并且特別地利用糖鏈的理論同位素分布模式和質譜碎裂特性設了基于最高理論同位素強度峰定量的算法，對高分子量和低豐度的糖鏈組分具有更高的定量準確性和魯棒性。

技術領域

本發明屬蛋白質分析技術領域，具體涉及一種對基質輔助激光解析質譜（MALDI-MS）產出的同位素標記的糖鏈質量校正從而進行準確相對定量的方法。

背景技術

基化作為一種重要的蛋白翻譯后修飾，廣泛參與生命體內的許多生物生理過程，包括精卵結合（細胞識別和相互作用），信號轉導，蛋白折疊和蛋白半衰等。目前基于質譜的同位素標記定量技術是糖鏈定量手段中應用最廣泛的技術之一。由于糖鏈結構的微觀不均一性和糖苷鍵鍵能低導致的糖鏈質譜響應弱，面對海量的糖鏈定量質譜數據，手工分析不僅繁瑣耗時，還容易產生定量誤差，容易遺漏低豐度和低離子化效率糖組分的定量結果。當糖鏈上的同位素標記標簽的質量差小的時候，容易因同位素交疊而影響定量的準確度。此外，隨著糖鏈的分子量增加，糖鏈的理論同位素峰分布也出現相應改變，其最高理論同位素峰的位置也發生改變，傳統利用單同位素峰強度進行定量的方法容易產生誤差。

因此，本發明提出一種準確高通量自動解析穩定同位素標記糖鏈定量質譜數據的方法，該方法通過優化的定量基準峰選擇算法和有效的同位素干擾校正，在定量分析大分子量和低豐度糖鏈、低同位素差異體系具有更高的定量準確性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有定量分析工具的不足，提供一種高準確性、高通量自動解析穩定同位素標記糖鏈定量質譜數據的方法。

本發明的提供的自動解析穩定同位素標記糖鏈定量質譜數據的方法，基于糖鏈的理論同位素分布模式和質譜碎裂特性，通過最高理論同位素強度峰定量，對同位素交疊進行準確的校正，具體步驟如下：

（1）對公開數據庫中的糖鏈信息，計算出對應的每種糖型對應的元素組成，計算出不同元素天然同位素的二項分布，并進行線性加和，生成理論同位素峰分布；

（2）根據步驟（1）的結果，挑選用于定量的同位素峰；

（3）對于標記質量差較小的同位素標記定量時，對同位素峰進行準確的校正和交疊部分扣除；

（4）通過校正以后的峰強度的比，輸出定量結果。

本發明步驟（1）中，所述計算采用gQuant軟件，計算數據庫中糖鏈的理論同位素分布，所述數據庫可以是理論糖鏈數據庫1、實驗獲得糖鏈數據庫2或者使用者指定的糖庫；

由于質譜主要通過實驗檢測到的分子的質荷比和分子的理論質荷比匹配來確定這個分子具體是什么。分子理論質荷比都在數據庫中，數據庫有不同的分類，比如人的庫，老鼠的庫，細菌的庫等等。這個軟件中使用的數據庫可以是軟件中已經內置的一些公用數據庫，也可以是使用者自行建立的數據庫。

本發明步驟（2）中，所述挑選用于定量的同位素峰，是挑選強度最高的同位素峰進行定量；糖鏈同位素峰挑選原則為：分子量在2250以下的選擇第一同位素峰作為定量基準峰，2250-3850的分子量中第二同位素峰作為定量基準峰，以此類推。

本發明步驟（3）中，所述對同位素峰進行準確校正，以單電荷的分子為例，采用如下算法：設H,L分別為輕、重標記選定的質譜譜峰報道值，Htrue, Ltrue為輕重標記的真實質譜峰強度，i表示最高強度同位素峰相比單同位素峰的位置，m（m/z）表示搜庫出來的糖鏈對應在譜圖上的真實質荷比，m表示相對分子質量，z表示質譜檢測時的帶電荷數，由于以單電荷為例，所以z就是1），因此，m/z=m；其中Ltrue、Htrue（輕、重同位素標簽標記過后的分子的真實強度，及扣除同位素交疊后的強度）,其前面的系數可以由gQuant軟件直接導出；于是校正算式為：