蛋白组分析---用Maxquant探明一线工作者在干什么？

蛋白组：大批量的对样本中的蛋白质进行定量分析。

一、原理：

1. 目标蛋白样本：

1.1. 蛋白水解

将蛋白样本用蛋白酶进行水解，生成肽段混合物。

1.2. 离子破碎

肽段混合物经过电离、分离以及能量碰撞生成碎片离子。

1.3. 离子称重

对碎片离子进行称重（精确程度可以达到相对分子质量后三位：100.000）

2. 蛋白数据库：

对已知的蛋白样本进行质谱分析，建立目标图谱。

3. 将蛋白数据库图谱和目标蛋白样本图谱进行比对。

这里的核心是可靠肽鉴定和归并评价：
这些可靠肽是目标蛋白质的特异性肽段，再通过归并分析将特异性肽段和蛋白质进行一一对应。

蛋白组样本处理流程

蛋白组分析流程

二、分类：

依照不同的分类方法（有标或无标，数据依赖或数据不依赖）
蛋白组学有不同的分类，但是最常见的有：
label free（3D、4D）
TMT/iTRAQ
DIA
SILAC
PRM

蛋白组测定方法

根据数据采集方式：（DDA和DIA）

DDA：只采集一级质谱中母离子丰度最高的进行二级质谱分析，因此其缺点是重复性和覆盖率较低。

DDA依赖一级质谱图进行二级质谱分析

DIA：覆盖度全面

DIA技术能全谱扫描

DIA和DDA的比较

主流蛋白组技术对比

同转录组---qPCR进行验证，蛋白组---PRM进行验证的原理相同

PRM---蛋白组学定量验证

因此，当进行蛋白组学验证时我们有两种方式可选：

PRM vs WB/ELISA验证方法比较

三、分析流程：

1. 参考基因数据库的选择：

主流：Uniprot/NCBI/自测数据库
以羊为例：
NCBI：https://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/all/GCF/016/772/045/GCF_016772045.1_ARS-UI_Ramb_v2.0/GCF_016772045.1_ARS-UI_Ramb_v2.0_protein.faa.gz
Uniprot：
https://www.uniprot.org/uniprot/?query=sheep&format=fasta&force=true&sort=score&fil=reviewed:yes%20AND%20organism:%22Ovis%20aries%20(Sheep)%20[9940]%22&compress=yes
自测数据库
这是将基因组学和转录组学和蛋白组学结合起来分析的一个重要的手段，即通过基因组学和转录组学的测序数据建立一个蛋白组学的参考序列库。

2. 分析软件的选择：（Maxquant软件是少数免费高效的蛋白组分析软件）

这或许是市面上唯一免费的质谱分析软件了

3. Maxquant在windows和在linux系统中的安装

windows：https://www.maxquant.org/
点击download填写信息，直接下载，解压下载包后，直接运行.exe文件即可使用
linux：https://www.maxquant.org/
安装包和windows是同一个安装包，只不过需要linux系统运行Maxquant的
环境

3.1. 下载mono的源代码包

https://download.mono-project.com/sources/mono/ 下载最新版本
（其包括Framework 5.4.1，Maxquant运行所必须的环境）

3.2. 利用源代码安装mono：

#解压mono的源代码压缩包
tar -xf mono-6.13.0.1230.tar.xz
#进入解压文件目录
cd mono-6.13.0.1230
#安装安装mono需要的编译器
./autogen.sh
make get-monolite-latest
make
#安装momo
make check
make install
#测试是否安装成功
mono --version
#运行Maxquant，其中mqpar.xml文件包含了这个软件运行的所有参数
mono MaxQuant/bin/MaxQuantCmd.exe mqpar.xml
#查询任务的状态
cat combined/proc/#runningTimes.txt

4. Maxquant的分析流程

The MaxQuant computational platform for mass spectrometry–based shotgun proteomics

5. 具体参数的设置：

最简化参数

以Label free和TMT为例：
设置软件所有的运行参数的文件：
（Ps：记得修改文件里面文件和参考蛋白序列的路径）

5.1. Label free

「mqpar_for_label_free.xml」https://www.aliyundrive.com/s/pGhdT53oChU 提取码: y56b

5.2. TMT

「mqpar_for_TMT.xml」https://www.aliyundrive.com/s/U8oDgk7ben3 提取码: 17rk

参考文章：

1. https://www.bilibili.com/video/BV1Vp4y1v7NY?spm_id_from=333.999.0.0（视频）
2. https://www.bilibili.com/video/BV1va4y1x7QU?spm_id_from=333.999.0.0（视频）
3. www.maxquant.org.（官网）
4. https://www.bilibili.com/video/BV1ZM4y1G7BH?spm_id_from=333.1007.top_right_bar_window_custom_collection.content.click（maxquant工作原理）
5. https://www.jianshu.com/p/ff30a3591709（linux安装Maxquant）
6. https://atchen.me/research/2019/03/21/mq-linux.html（linux安装Maxquant）
7. https://github.com/blahoink/maxquant_linux_guide（linux安装Maxquant）
8. https://hub.xn--p8jhe.tw/mono/mono（mono编译安装）