一、服务概况

蛋白质组学（Proteomics）是指利用高分辨的蛋白质分离技术和高效的蛋白质鉴定技术，在蛋白质水平上整体、动态和定量地研究生命现象及规律的科学。研究对象是一个基因组、一个细胞或一种组织所表达的全部蛋白质。蛋白质组是一个动态概念，它是在组织、细胞的整体蛋白质水平上，探索蛋白质作用模式、功能机理、调节控制以及蛋白质群体内的相互关系。

蛋白质组学服务主要分为以下技术路线：

1.Label-free（非标定量）：常规蛋白鉴定与定量，适用于非大队列（＜20例）体系，无需标记，操作简单，成本较低。

2.DIA（数据非依赖采集）：差异蛋白质组学定量，高覆盖度、高重现性、高准确度、高通量。

3.TMT/iTRAQ（标记定量）：同时比较多达16种样本中蛋白质的相对含量，通量高，适合多组比较。

4.PRM（靶向定量）：验证非靶向蛋白组结果，对目标蛋白panel进行精准定量，特异性强、定量准确，被称为“质谱领域的Western Blot”。

5.修饰蛋白质组学：磷酸化、糖基化、泛素化、乙酰化等翻译后修饰检测，解析蛋白功能调控

6.4D蛋白质组学：在传统3D维度上增加离子淌度（CCS）维度，分辨率更高，鉴定深度更深。

二、技术原理

蛋白质组学主要基于液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS） 技术进行检测。目前主流的技术路线为 “自下而上”（Bottom-Up） 策略，也称鸟枪法蛋白质组学。

Bottom-Up蛋白质组学的工作流程：将提取的蛋白质变性后，用蛋白酶（如Trypsin）酶解成肽段；肽段混合物经液相色谱（HPLC）分离后进入质谱仪；在一级质谱（MS1）中，质量分析器将离子按质荷比（m/z）分开，每一个母离子产生一个离子峰，峰面积代表母离子的丰度；选择特定母离子进行碎裂，在二级质谱（MS/MS）中获得碎片离子的谱图；最后通过数据库检索比对，获得蛋白质的定性和定量信息。

Label-free定量原理：无需使用同位素标签标记，直接对蛋白质酶解肽段进行LC-MS/MS分析，通过比较不同样本中相应肽段的信号强度，实现蛋白质的相对定量。

PRM靶向定量原理：利用四级杆质谱选择目标肽段的母离子，在碰撞室中碎裂后，在高分辨质量分析器中检测所有碎片离子，从而实现对复杂样本中目标蛋白质/肽段的特异性精准定量。

三、服务流程与技术路线

蛋白质组学服务的标准流程如下：

① 样本接收与质检：接收样本，评估样本质量

② 蛋白提取：从组织/细胞/体液等样本中提取总蛋白

③ 蛋白质检：SDS-PAGE电泳和考染进行质量评估，生成质控报告

④ 蛋白酶解：Trypsin将蛋白酶解为肽段，除盐、低温干燥、复溶

⑤ 标记（可选）：如需标记定量（TMT/iTRAQ），对肽段进行同位素标记

⑥ 质谱检测：LC-MS/MS进行数据采集（DDA/DIA/PRM等模式）

⑦ 数据分析：数据库搜库鉴定、定量分析

⑧ 生物信息学分析：差异蛋白筛选、GO注释、KEGG通路富集等

服务周期：

1.Label-free/DIA/TMT蛋白质组学：30-45个工作日

2.蛋白质全谱鉴定：45个工作日

3.磷酸化蛋白质组学：50-60个工作日

4.质谱检测（溶液/胶条/蛋白互作）：20-30个工作日

四、服务说明与样本要求

样本类型与送样量建议：

1.动物组织（柔软组织）：推荐送样量20 mg；最少送样量10 mg。

2.动物组织（坚硬组织，骨/软骨）：推荐送样量100 mg；最少送样量50 mg。

3.肿瘤组织：推荐送样量30 mg；最少送样量15 mg。

4.植物组织（柔软）：推荐送样量2 g；最少送样量1 g。

5.植物组织（坚硬，根/树皮/种子）：推荐送样量5 g；最少送样量2 g。

6.细胞沉淀：推荐送样量1×10⁷个；最少送样量2×10⁶个。

7.微生物菌体：推荐送样量50 mg或50 μL；最少送样量20 mg或20 μL。

8.血清/血浆：推荐送样量10 μL；最少送样量5 μL。

9.尿液：推荐送样量1 mL；最少送样量0.5 mL。

10.蛋白溶液：推荐送样量20 μg；最少送样量10 μg。

11.胶点/胶条：考染条带隐约可见/银染清晰可见。

12.FFPE石蜡切片：推荐送样量20片（5-10 μm厚）；最少送样量10片。

样本保存与运输要求：

1.样本离体后立即液氮速冻，-80℃超低温冰箱长期保存

2.全程干冰低温运输，确保样本不解冻

3.严禁反复冻融

4.胶点/胶条样本：4℃保存，冰袋运输

5.FFPE样本：常温运输

生物学重复要求：

1.临床标本：建议不低于30个生物学重复

2.动物样本：建议不低于10个生物学重复

3.植物、微生物样本：建议不低于6个生物学重复

五、交付内容

1.蛋白质检报告：蛋白鉴定及定量结果

2.实验报告：含具体实验流程、试剂信息、仪器参数

3.质谱检测原始数据：质谱原始文件

4.鉴定结果分析：肽段长度分布、蛋白鉴定覆盖度、unique肽段数分布等

5.定量结果：蛋白质定量结果及肽段定量统计

6.生物信息学分析：GO功能分类注释，KEGG Pathway代谢通路注释，COG功能注释，差异表达分析、层次聚类、PCA分析等，蛋白质网络互作预测，蛋白质Domain分析

六、应用领域

1.疾病标志物发现：肿瘤、阿尔茨海默病等疾病的早期诊断生物标志物筛选

2.疾病机制研究：揭示疾病发生发展的关键分子通路

3.药物靶点发现：精准筛选新药靶点，挖掘“老药”新靶点

4.药物机制研究：阐明药物作用靶点及分子机制

5.精准医学：疾病早期筛查、个体化干预

6.植物与农学研究：抗逆性研究、育种机制等

7.微生物蛋白组：微生物群落蛋白大规模定性与定量分析

8.多组学整合分析：与基因组、转录组、代谢组数据整合，构建系统生物学模型

七、常见问题（FAQ）

Q1：Label-free、DIA和TMT如何选择？

A：Label-free（DDA-LFQ）：适用于非大队列（＜20例）体系研究，无需标记，操作简单，数据解析简单，成本较低。DIA：适用于大量样品需要定量筛选的场景（几十上百种生物学样品），高覆盖度、高重现性。TMT/iTRAQ：适用于需要同时比较多个（2-16个）样本中蛋白质的相对含量。建议根据样本数量、研究目的和预算综合选择。

Q2：蛋白质组学样本采集有哪些关键注意事项？

A：①样本离体后立即液氮速冻，防止蛋白质降解；②全程低温操作（4℃或冰上）；③避免反复冻融；④使用进口离心管分装，避免塑料析出物污染；⑤干冰运输，确保全程不解冻；⑥取样部位保持一致，避免个体差异；⑦蛋白浓度测定需根据样品成分选择合适方法（含去污剂样品用BCA法，非去污剂环境用Bradford法）。

Q3：蛋白质组学实验的参考价格是多少？

A：实际价格因样本数量、检测项目等不同而异。

Q4：如何保证蛋白质组学数据的质量和重复性？

A：①样本制备标准化：严格控制蛋白浓度和酶解效率，确保样本一致性；②质谱检测稳定性：定期校准设备，采用标准化质控样本监测批次间波动；③设置质控样本：在实验流程中加入QC样本，监控全程数据质量；④足够的生物学重复：确保统计分析的可靠性。

Q5：蛋白质组学可以检测翻译后修饰吗？

A：可以。蛋白质组学服务涵盖多种翻译后修饰（PTM）检测：①磷酸化蛋白质组：影响细胞内信号转导、细胞增殖、凋亡等过程；②糖基化蛋白质组：参与多种生物学过程，与疾病密切相关；③泛素化修饰蛋白质组：参与蛋白质降解和生命活动调控；④乙酰化修饰蛋白质组：参与DNA复制、基因表达和蛋白质翻译。

Q6：PRM靶向定量与Western Blot相比有何优势？

A：PRM被称为“质谱领域的Western Blot”。优势包括：①无需抗体，避免抗体特异性和批次差异问题；②高通量，可同时检测几十到上百个蛋白；③定量准确，基于质谱的精准定量；④特异性强，基于肽段水平的靶向检测。PRM通常用于对非靶向全蛋白组结果进行验证。

Q7：蛋白质组学可以与哪些技术联合应用？

A：蛋白质组学常与基因组学、转录组学、代谢组学联合进行多组学整合分析；可与磷酸化蛋白质组学等修饰组学联合；还可与空间蛋白质组学技术结合，获取蛋白质的空间分布信息。