蛋白質(zhì)組學(xué)絕對定量和相對定量：拓展蛋白質(zhì)組定量的新視野

蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)最重要的分子之一，對于細胞功能和生物過程起著關(guān)鍵作用。為了深入了解蛋白質(zhì)的組成、表達水平和功能調(diào)控，科學(xué)家們開展了蛋白質(zhì)組學(xué)的研究。蛋白質(zhì)組學(xué)絕對定量和相對定量技術(shù)作為蛋白質(zhì)組學(xué)中的兩大定量方法，為我們揭示了生物體內(nèi)蛋白質(zhì)組的豐度變化和功能特征。

1.絕對定量的原理與方法

絕對定量是指通過測量蛋白質(zhì)樣品中的特定肽段或蛋白質(zhì)的絕對豐度，來確定蛋白質(zhì)的表達水平。絕對定量的核心原理是利用內(nèi)標物質(zhì)（例如同位素標記物或特定肽段），與待測樣品中的蛋白質(zhì)進行比較，從而確定待測蛋白質(zhì)的絕對豐度。

常用的絕對定量方法包括同位素標記法和定量SWATH-MS（Sequential Window Acquisition of All Theoretical Mass Spectra-Mass Spectrometry）技術(shù)。同位素標記法通過將樣品分為不同的處理組，分別使用不同同位素標記的內(nèi)標物質(zhì)，再通過質(zhì)譜分析測量同位素標記物與待測蛋白質(zhì)的比例，從而確定蛋白質(zhì)的絕對豐度。定量SWATH-MS技術(shù)則通過質(zhì)譜儀器連續(xù)掃描一系列預(yù)設(shè)的質(zhì)荷比窗口，獲取所有可能的肽段譜圖，并通過比對譜圖庫進行定量分析。

2.相對定量的原理與方法

相對定量是指通過測量蛋白質(zhì)樣品中蛋白質(zhì)的相對豐度變化，來比較不同條件下的蛋白質(zhì)表達水平。相對定量方法主要基于質(zhì)譜技術(shù)，如定量蛋白質(zhì)組學(xué)中的Label-Free方法和TMT（Tandem Mass Tagging）方法。

Label-Free方法通過測量樣品中蛋白質(zhì)的峰面積或峰高度來定量蛋白質(zhì)的相對豐度。這種方法不需要額外的標記物，通過比較不同樣品中特定肽段的峰面積或峰高度，可以推斷蛋白質(zhì)的相對表達水平。

TMT方法則使用化學(xué)標記劑將不同樣品中的蛋白質(zhì)分別標記，再將標記后的樣品混合，通過質(zhì)譜分析測量標記的肽段的豐度比例，從而比較不同樣品中蛋白質(zhì)的相對豐度。

3.絕對定量與相對定量的應(yīng)用

3.1生物醫(yī)學(xué)研究：

絕對定量和相對定量技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)研究中有廣泛的應(yīng)用。它們可以幫助揭示疾病發(fā)生發(fā)展過程中的蛋白質(zhì)表達變化，識別疾病標志物，并深入了解疾病機制。

3.2藥物開發(fā)：

絕對定量和相對定量技術(shù)在藥物開發(fā)中起到重要作用。它們可以評估藥物對蛋白質(zhì)組的影響，揭示藥物的作用靶點和作用機制，為藥物研發(fā)提供依據(jù)。

3.3個體化醫(yī)學(xué)：

絕對定量和相對定量技術(shù)有助于識別個體之間的蛋白質(zhì)差異，為個體化醫(yī)學(xué)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過比較個體樣本中蛋白質(zhì)的表達差異，可以實現(xiàn)精準診斷和個性化治療。

絕對定量和相對定量技術(shù)作為蛋白質(zhì)組學(xué)定量分析的重要手段，拓展了我們對蛋白質(zhì)組的定量認識。通過精確測量蛋白質(zhì)的豐度變化，我們可以揭示生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的表達調(diào)控和功能特征。絕對定量和相對定量技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)研究、藥物開發(fā)和個體化醫(yī)學(xué)中具有重要應(yīng)用前景。

圖1