[发明专利]一类基于稳定同位素的高通量蛋白质组学定量试剂

说明书

本发明公开了一类基于稳定同位素的高通量蛋白质组学定量试剂，又可以称为同量异位标签（Isobaric Labeling,缩写：IBT）试剂，其结构包含下式：报告基团‑平衡基团‑活化基团。此类试剂可以由不同类型的化学结构实现。本发明公布了八组不同的化学结构，每组结构可以包含多至10个化学结构完全相同的标签试剂（可以用IBT‑10PLEX来代表），但是在每个标签试剂中的不同位置含有13C或15N同位素（可以分别用T‑114、T‑115N、T‑115C、T‑116N、T‑116C、T‑117N、T‑118N、T‑117C、T‑118C、T‑119来代表）。本发明公开了其中三组同量异位标签试剂的制备方法，还公开了采用IBT‑10PLEX试剂对多肽定量分析方法。本发明中的IBT‑10PLEX采用了新颖的化学结构，降低了制备的难度，提高了产率，从而能够降低产品的成本，扩大同量异位标记法的使用范围。

技术领域

本发明涉及生物分子分析试剂领域，特别是用于生物分子定量分析，具体为一类可应用于10个样品的高通量蛋白质组学定量的同量异位标签试剂(IBT-10PLEX)的制备和应用。

背景技术

目前基于质谱技术检测的蛋白质组学的定量方法，主要包括无标记分析法和标记法，而标记法又分为基于一级质谱(MS1)定量和二级质谱(MS2)定量的方法，其中同量异位同位素标记属于基于MS2的分析方法。

与无标记分析法和MS1标记法相比，MS2标记法优势在于：

1)可以大大降低总体样品的分析时间。

2)由于同量异位标记的不同样品在液相串联(LC-MS/MS)质谱分析之前被预先混合，使得全部样品在一次LC-MS/MS分析中完成，有效的降低了不同样品在不同LC-MS/MS中的系统误差。同量异位素标记方法可以最大限度地减少不同的样本在不同此测量中产生的差异，解决在无标签标记的分析方法中无法避免的重复性问题。

3)多个样品在同量异位试剂标记之后混合在一起，不同样品中所含的同一多肽分子被合并到一起，相当于增强了样品浓度，对应的MS/MS碎片信号变得更强，使检测的灵敏度大大提高。

4)基于MS1的标记方法，一般在细胞培养基中加入含有稳定同位素标记的氨基酸(SILAC 标记法)。与之相比，同量异位MS2标记方法更加简易，减少了前者在色谱分离中的复杂性，更加适用于多个样品的比较分析。

5)基于SILAC标记的定量方法依赖于细胞摄入含稳定同位素的精氨酸或赖氨素合成蛋白，进而再含有这些含有标记氨基酸的蛋白质。这种方法只在培养的细胞中可以实现，但在细菌，动物组织，人体样品的分析中难以应用和实现。与之相比，同量异位同位素MS2标记则不会受样本来源的限制。

显然，同量异位标记法是蛋白质组学定量中最流行的方法之一。然而，市面上现有的商业化的同量异位标记试剂产品价格昂贵，特别是对于大量需要标记的样品，成为许多实验室的经济负担和最大的应用障碍。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种用于MS2碎片标记的同量异位含有10个标签试剂 (IBT-10PLEX)的制备和应用。试剂含有10种标记标签可以同时标记10种不同样品，完全适用于多种蛋白质组学的多肽定量分析。

为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：

同量异位标签(Isobaric Labeling,缩写IBT)试剂(IBT-10PLEX试剂)：包含稳定同位素结构，MS/MS可剪切键和能够与多肽反应的基团，对多肽进行标记并定量。其结构包括下式：报告基团-平衡基团-活化基团，其中报告基团和平衡基团通过MS/MS可剪切键连接。

本发明公开了几组不同的IBT-10PLEX试剂的化学结构(结构A-H)。每组结构有细微差别，但是其分子式都完全一样，在具体应用中可以互换。