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蛋白全谱分析是指蛋白组分分析，其目的在于识别出组织、血液等样品中尽可能多的肽段和蛋白，可以为后续的蛋白定量、目标蛋白分析等研究提供基础，是蛋白质组学研究的有力工具。基于液相色谱串联质谱技术的蛋白全谱分析，可以对蛋白混合物进行质谱鉴定并进行相应的生物信息分析，包括蛋白鉴定、蛋白GO分类和代谢通路分析等，已经被广泛应用于生物生长发育、疾病发生机制和物种同源性比较分析等领域。
技术优势
- 高分辨率、高精度：分辨率大于105，质量精度小于1 ppm；
- 高鉴定率：可鉴定3000多种蛋白；
- 广谱性：无物种特异性限制，理论上可用于所有物种。
可分析内容
一、数据统计与质控
对蛋白质鉴定的结果进行指标数据统计，评估搜库结果；并将蛋白质鉴定结果以电子表格形式呈现出来，方便客户阅读。
二、蛋白质鉴定结果
首先将蛋白质数据库中的蛋白序列进行理论酶切、碎裂用以构建理论谱；然后根据特定的打分算法，对实验质谱数据和理论谱进行质量上的匹配和打分；再通过统计模型，对实验肽段与数据库蛋白理论肽段的匹配进行可信度评估，最后从鉴定肽段中得到鉴定蛋白。
三、蛋白质GO分析
Gene Ontology（简称GO）是全面描述生物体中基因和基因产物属性的数据库。我们对鉴定出的所有蛋白进行GO功能注释分析，并且会针对每个蛋白给出所有相应的GO功能的ID列表 。同时，针对三个Ontology （Cellular Component, Biological Process, Molecular Function）中所涉及的GO 条目，列出所有相应的蛋白的ID及蛋白个数。
四、蛋白质COG分析
COG（Cluster of Orthologous Groups of Proteins 蛋白相邻类的聚簇）是对蛋白质进行直系同源分类的数据库。将鉴定到的蛋白与COG数据库进行比对，预测这些蛋白可能的功能并对其做功能分类统计。
五、蛋白质Pathway代谢通路分析
在生物体内，不同蛋白相互协调行使其生物学行为，对Pathway的分析有助于进一步了解其生物学功能。通过Pathway分析，能确定蛋白质参与的最主要生化代谢途径和信号转导途径。
技术流程
技术参数
一、质谱平台
LTQ Orbitrap VelosTM
二、执行策略
SDS-PAGE-LC-MS/MS或HPLC -LC-MS/MS
三、样本要求
| 样本类型 | 植物 | 动物组织 | 细菌 | 菌体 | 体液样品 | 细胞样品 | 蛋白样品 |
| 样本要求 | 湿重 ≥2 g | 湿重 ≥100 mg | 湿重 ≥200 mg | 湿重 ≥2 g | ≥5 mL | ≥5×106 | ≥500µg (浓度 ≥1 mg/mL) |
四、项目周期
约60个工作日。
人类尿液蛋白全谱分析 J. Proteome Res. 2011. 10(6):2734-43.
案例描述
24个健康人类尿液Pooling后，使用LTQ-OrbitrapVelos质谱全谱鉴定技术，采用凝集素富集糖蛋白作为补充，对人类尿液蛋白进行分析。
部分研究成果
Pooling后的健康人类尿液采用两种不同的处理方式(下图)。一部分尿液不经过富集处理，直接采用SDS-PAGE方式检测，然后胶内酶解。另一部分用Lectin富集后采用SDS-PAGE进行检测，然后胶内酶解。利用LTQ Orbitrap Velos平台，对两组酶解处理后的样品，进行液相色谱串联质谱分析，并使用Sequest软件进行谱图分析。最后，共鉴定出1823个蛋白，其中671个蛋白首次在尿液中被鉴定出，这表明此前许多仅在血浆中检测到的蛋白，也可以在正常的尿液中被检测到，为尿液疾病标志物（biomarker）等研究打下基础。
实验设计流程图
本研究中基于蛋白种类的GO分析（下图），分类识别蛋白质的细胞成分(A)、分子功能(B)和生物过程(C)。
人类尿液GO信息分析图
参考文献
[1]. JosefineNestler, Wolfgang Schutz, and Frank Hochholdinger. Conserved and Unique Features of the Maize (Zea mays L.) Root Hair Proteome. J. Proteome Res. 2011, 10, 2525-2537.
[2]. ArivusudarMarimuthu, Robert O Meally, RaghothamaChaerkady, et al. A comprehensive map of the human urinary proteome. J. Proteome Res. 2011. 10(6):2734-43.
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