新品發(fā)布：PEAKS GlycanFinder2.0重磅來襲
PEAKS GlycanFinder是一款用于深度糖蛋白質組學分析的綜合性軟件，可以很好地分辨糖鏈結構。它利用基于糖肽的方法來分析LC-MS/MS數據中的糖蛋白。PEAKS GlycanFinder集成了糖庫搜索和糖的從頭測序[1]，提升N-和O-聚糖的鑒定和定量。并開發(fā)了基于深度學習的算法來解決糖基化位點和糖基結構的模糊匹配問題。
PEAKS GlycanFinder就是為了應對這些挑戰(zhàn)所進行設計的。將所有肽譜匹配(PSMs)一致的結果用于確定糖基化位點。通過多種酶聯合酶切，PEAKS GlycanFinder可提供非常準確的糖基化位點分析。如果多個候選糖鏈與某一糖譜相匹配，則為每個候選糖鏈計算一個S-Score。此外，糖的從頭測序克服了糖庫不完整的阻礙。
蛋白質視圖
Sample Profiling Workflow
通過Sample Profiling Workflow（樣本分析工作流）可以獲取蛋白的位點信息以及不同樣本中糖肽的非標記和標記定量豐度。
價態(tài)匹配（Charge Lookup）
肽段經霧化電離后，通常會產生幾種不同價態(tài)的母離子，但并不是所有母離子都能產生對應的二級譜。通常，PEAKS只計算有鑒定信息的母離子的特征峰面積用作該肽段的定量。因此，如果糖肽中某些價態(tài)的母離子未得到鑒定結果，該肽段的定量就會受到影響。為了得到更準確的糖肽定量信息，PEAKS GlycanFinder采用價態(tài)匹配（Charge Lookup）的方式來尋找同一多肽的所有母離子，然后將所有母離子的特征峰用于對應糖肽的定量。示例見下方圖6，可以看到被 (HexNAc)4(Hex)5(Fuc)1(NeuGc)1修飾的EEQFN（+2075.73）STFR糖肽只有4個特征峰被鑒定到，但是在Glycan Chart中，用作糖肽面積計算的#Feature有5個，這就是通過Charge Lookup實現的。
糖肽視圖
在PEAKS GlycanFinder中，糖肽視圖（Glycopeptide View）提供兩種糖基化肽段的譜圖查看方式，鏡像譜圖注釋便于驗證糖鏈結構。
糖基化位點精確度（A-Score）
糖鏈結構特異性 (S-Score)
糖的從頭測序
當糖庫中包含的糖不完全，或者肽段上發(fā)生了非預期的修飾時，PEAKS GlycanFinder的從頭測序算法可以提供更多的糖肽鑒定結果。
糖庫編輯工具
糖蛋白質組學的LFQ和標記定量
非標記定量（LFQ）
標記定量
參考文獻
[1] Sun, W., Zhang, Q., Zhang, X. et al. Glycopeptide database search and de novo sequencing with PEAKS GlycanFinder enable highly sensitive glycoproteomics. Nat Commun 14, 4046 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-39699-5
特色功能
- 從結構層面分辨N糖和O糖
- 結合多酶聯合酶切方法，深度剖析糖基化位點
- 糖肽的非標記和標記定量分析
- 糖的從頭測序幫助發(fā)現未知聚糖
- 結果圖形可視化，便于快速驗證
- 支持Orbitrap, timsTOF and ZenoTOF原始數據
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蛋白糖基化
蛋白質糖基化是指糖基或聚糖附著在蛋白特定氨基酸上的反應，是最重要的翻譯后修飾之一，在眾多生物學過程中起著關鍵作用。據估計，蛋白質組中50%以上的蛋白質是糖蛋白。聚糖是一種基于碳水化合物的異質結構，可以是線性的，也可以是支鏈的，附著在糖蛋白內的氨基酸側鏈上。糖蛋白中的聚糖可分為N糖，即與天冬酰胺氮原子(N)結合，或O糖，即與絲氨酸(S)或蘇氨酸(T)側鏈的氧原子結合。重要的是，糖基化可以影響蛋白質的結構、穩(wěn)定性和功能，對生理和病理功能都有很大影響。
糖蛋白質組學和質譜
糖蛋白質組學是從給定的細胞或組織蛋白質組中鑒定聚糖和相關的糖基化位點。來自MS/MS的碎片數據用于鑒定糖基化位點及其附著的N糖或O糖的結構。過去，基于LC-MS/ MS的糖蛋白質組學研究一直面臨糖的結構異質性問題，即每個多肽可能存在多個糖基化位點，并且相同的聚糖組成可能包含多個不同的結構。
PEAKS GlycanFinder就是為了應對這些挑戰(zhàn)所進行設計的。將所有肽譜匹配(PSMs)一致的結果用于確定糖基化位點。通過多種酶聯合酶切，PEAKS GlycanFinder可提供非常準確的糖基化位點分析。如果多個候選糖鏈與某一糖譜相匹配，則為每個候選糖鏈計算一個S-Score。此外，糖的從頭測序克服了糖庫不完整的阻礙。
蛋白質視圖
蛋白質視圖（Protein View）顯示的是從復雜生物樣品中鑒定到的蛋白質。對于每個蛋白質，序列覆蓋視圖顯示每個蛋白質的多肽匹配，并且結果是交互式的，因此用戶可以直接點擊查看每個肽譜匹配。用戶可以很容易地通過顏色判斷肽段類別，藍色表示搜庫匹配到的肽段，紫色表示N糖肽和橙色表示O糖肽。點擊某一個蛋白質的糖基化位點(N,S,T為紫色)，將以表格形式和餅狀圖的形式顯示聚糖的分布。
多水平深度糖譜剖析
PEAKS GlycanFinder提供兩種工作流用于分析糖蛋白質組學，即定性和定量工作流，包括糖基化位點分析（Glycan Site Profiling）和糖基化樣品分析（Glycan Sample Profiling）。
Site Profiling Workflow
多酶聯合酶切揭示了每個糖基化位點的聚糖譜的細節(jié)。對于每個位點，給出所有酶中的最佳匹配結果。
多酶聯合酶切揭示了每個糖基化位點的聚糖譜的細節(jié)。對于每個位點，給出所有酶中的最佳匹配結果。
Sample Profiling Workflow
通過Sample Profiling Workflow（樣本分析工作流）可以獲取蛋白的位點信息以及不同樣本中糖肽的非標記和標記定量豐度。
價態(tài)匹配（Charge Lookup）
肽段經霧化電離后，通常會產生幾種不同價態(tài)的母離子，但并不是所有母離子都能產生對應的二級譜。通常，PEAKS只計算有鑒定信息的母離子的特征峰面積用作該肽段的定量。因此，如果糖肽中某些價態(tài)的母離子未得到鑒定結果，該肽段的定量就會受到影響。為了得到更準確的糖肽定量信息，PEAKS GlycanFinder采用價態(tài)匹配（Charge Lookup）的方式來尋找同一多肽的所有母離子，然后將所有母離子的特征峰用于對應糖肽的定量。示例見下方圖6，可以看到被 (HexNAc)4(Hex)5(Fuc)1(NeuGc)1修飾的EEQFN（+2075.73）STFR糖肽只有4個特征峰被鑒定到，但是在Glycan Chart中，用作糖肽面積計算的#Feature有5個，這就是通過Charge Lookup實現的。
糖肽視圖
在PEAKS GlycanFinder中，糖肽視圖（Glycopeptide View）提供兩種糖基化肽段的譜圖查看方式，鏡像譜圖注釋便于驗證糖鏈結構。
糖基化位點精確度（A-Score）
PEAKS GlycanFinder通過A-score在MS/MS水平對糖基化位點進行精確鑒定。A-score通過-10*log10(P)計算，P表示糖基化位點隨機匹配的可能性。因此，A-score越大說明這條肽段上匹配到該糖基化位點的可信度越高。
糖鏈結構特異性 (S-Score)
糖肽上的糖鏈都會給出一個S-Score（%），表示糖庫中匹配到該糖鏈組成的糖型的匹配可信度。對于糖庫中相同組成成分的糖型，候選糖鏈會按照糖的Y-ion數量排序，S-Score的計算公式為：S-Score = (most Y-ion count – 2nd most Y-ion count)/(most Y-ion count)。S-Score得分越高越好，100%意味著只有1個候選糖鏈結構并且匹配地非常好。0%意味著top1和top2的結構非常相似，無法確切地說哪個是最佳匹配。
糖的從頭測序
當糖庫中包含的糖不完全，或者肽段上發(fā)生了非預期的修飾時，PEAKS GlycanFinder的從頭測序算法可以提供更多的糖肽鑒定結果。
糖庫編輯工具
在PEAKS GlycanFinder中，用戶可以通過糖庫編輯工具自定義糖庫，使用畫板編輯和修改糖庫中的聚糖并輕松導入軟件。軟件也可以同時提供糖的理論碎片離子信息。
糖蛋白質組學的LFQ和標記定量
在糖蛋白質組學的研究中，得到糖基化位點在不同組別中的變化非常重要，因為這些變化可以幫助我們去篩選被糖蛋白調控的生物學過程。在PEAKS GlycanFinder中，我們可以實現非標記和標記定量。
PEAKS GlycanFinder提供非標記定量（LFQ）的工作流，計算蛋白（包括糖蛋白）的相對豐度。定量基于不同樣本中肽段特征峰的相對豐度計算，并進行樣本間的match between run匹配。
標記定量
不同于LFQ，TMT/iTRAQ的定量是基于MS2或MS3譜中特定m/z處報告離子的相對信號強度實現的。
標記后的混合樣品上機時，來源于不同樣本的同一條多肽具有相同的母離子m/z和保留時間，同時進行碎裂。在MS2或MS3譜圖中，不同樣本對應的不同標記試劑產生不同的報告離子，用于計算樣本間的相對定量。PEAKS GlycanFinder內置商業(yè)化TMT/iTRAQ定量方法，也支持用戶自定義標簽。
標記后的混合樣品上機時，來源于不同樣本的同一條多肽具有相同的母離子m/z和保留時間，同時進行碎裂。在MS2或MS3譜圖中，不同樣本對應的不同標記試劑產生不同的報告離子，用于計算樣本間的相對定量。PEAKS GlycanFinder內置商業(yè)化TMT/iTRAQ定量方法，也支持用戶自定義標簽。
參考文獻
[1] Sun, W., Zhang, Q., Zhang, X. et al. Glycopeptide database search and de novo sequencing with PEAKS GlycanFinder enable highly sensitive glycoproteomics. Nat Commun 14, 4046 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-39699-5
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