[发明专利]一种基于串联质谱鉴定蛋白质乙酰化修饰位点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物信息领域，具体涉及一种基于串联质谱鉴定蛋白质乙酰化修饰位点的方法。

背景技术

蛋白质乙酰化是生物界最普遍，也是最重要的一种蛋白质翻译后修饰。在细胞中，乙酰化修饰广泛存在并具有较高的保守性。可逆的蛋白质乙酰化修饰介导的信号转导通路在细胞代谢过程中具有重要的作用，这种可逆、保守且高度调控的蛋白质翻译后修饰，参与调控代谢，转录活性，蛋白质稳定性，信号通路及病原微生物的感染等众多重要的生理功能，几乎参与了所有的生命活动。因此，蛋白质乙酰化的分析以及乙酰化位点的鉴定已成为目前众多生物化学家以及蛋白质组学家所关心的内容。

运用蛋白质组学的理念和分析方法研究蛋白质乙酰化修饰，可以从整体上观察细胞或组织中乙酰化修饰的状态以及蛋白质中乙酰化修饰位点。随着生物质谱的灵敏度、精确度，以及高通量的不断发展，其在蛋白质组学研究中扮演着越来越重要的角色，它在蛋白质鉴定及翻译后修饰位点鉴定等方面已得到了较广泛的应用。在液相-质谱仪中，乙酰化肽段经碰撞诱导解离（Collision Induced dissociation，CID）产生碎片离子，相比于不含修饰的肽段，带有乙酰化修饰的肽段质量会发生42Da的质量偏移，通过检测所产生的全部碎片离子，并根据其质量数通过数据库检索来推断肽段序列和乙酰化位点。

运用质谱鉴定蛋白乙酰化修饰位点具有高选择性，高灵敏度的特点。但是，在进行数据库检索时，由于将乙酰化修饰选择为可变修饰，数据库匹配过程时理论肽段中乙酰化肽段的数目要远高于非乙酰化肽段，导致乙酰化肽段的错误鉴定数目要远高于非乙酰化肽段，即乙酰化肽段鉴定的假阳性概率较高，蛋白质乙酰化位点鉴定的准确性和通量都受到了很大的限制。因此，数据库检索得到的蛋白质乙酰化修饰位点的数据需要再进行评估。目前，针对蛋白磷酸化修饰位点评估的软件较多，包括MaxQuant中PTMScore，Ascore以及PhosphoRS等，而针对蛋白乙酰化位点修饰位点评估的软件只有MaxQuant中的PTMScore，但其局限性较高，仅试用于Thermo公司质谱仪器产生的数据。本发明提出一种基于串联质谱鉴定蛋白乙酰化修饰位点的方法，实现了蛋白质乙酰化位点的重新定位及可信度评估，并且本方法可自动导出重新定位的蛋白质乙酰化位点对应的高分辨质谱图。由于不同类型质谱仪器产生的原始数据，都可以通过现有的开源免费软件ProteoWizard，将质谱原始数据转化为mgf格式数据，而本方法主要基于mgf格式数据（mascot generic file），并根据文献Jesper V. Olsen, BlagoyBlagoev, Florian Gnad, Boris Macek, ChanchalKumar,Peter Mortensen, and Matthias Mann, “Global, In Vivo, and Site-Specific Phosphorylation Dynamics in Signaling Networks”, 2006, 127 (3), 635-48. 中的打分算法公式：

p_value= (k!/(n!(n-k)!) * p^k* (1-p)^(n-k) = (k!/(n!(n-k)!) * 0.04^k * 0.96^(n-k)

Score = -10*Log₁₀(p)

对乙酰化修饰位点进行重新定位、可信度评估以及谱图自动导出，因此，本发明方法兼容所有质谱的数据分析。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种基于串联质谱鉴定蛋白质乙酰化修饰位点的方法，方法易行，操作简便，对蛋白质乙酰化修饰位点重新定位以及可信度评估，从而提高了乙酰化修饰鉴定的准确性和可信度；并且能够自动导出乙酰化修饰可信位点的质谱图。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种基于串联质谱鉴定蛋白质乙酰化修饰位点的方法，步骤如下：

1)   乙酰化修饰肽段的数据库检索：

步骤1、利用开源免费软件ProteoWizard将质谱采集的原始数据转化为可视化的mgf格式的数据（mascot generic file）；

步骤2、利用本地MASCOT数据库以及pFind数据库进行检索，筛选假阳性概率FDR(False Discovery Rate)值小于1%的乙酰化修饰肽段。

2)   蛋白质乙酰化修饰位点重新定位及评估：