Astral-DIA蛋白组

Astral-DIA蛋白组学是基于新一代 OrbitrapTM AstralTM 高分辨质谱仪,结合了四极杆质量分析器、轨道阱质量分析器以及全新非对称轨道无损质量分析器,具有更高通量、更深覆盖、更高灵敏度的特点,可实现大规模蛋白质组学研究,不同物种的蛋白质组图谱的深度覆盖,有助于研究人员深入地理解蛋白质在生物学过程中的功能和调控机制。与常规DIA(含4D-DIA)相比,Astral-DIA具有通量突破、灵敏度极致、定量精准的优势。

原理介绍

Astral-DIA蛋白组学首先通过质量评估和预处理对搜库的定性定量数据进行整理,接着进行表达水平分析和功能分析。通过多个常见数据库对鉴定出的进行功能注释。对于筛选出的差异,进行GO分析、Pathway分析和互作分析,并通过火山图、表达模式聚类热图和Venn分析等方法展示差异结果。根据数据特点,研究者可以选择感兴趣的及其相关功能或通路,进行后续的重点研究和验证。

文献案例

《Microbiome》期刊上发表的“The astounding exhaustiveness and speed of the Astral mass analyzer for microbiomes”采用Astral-DIA对人类肠道微生物组(粪便样本)、土壤微生物组进行蛋白组分析,挖掘微生物功能基因与代谢通路。在肠道微生物组样本单次鉴定18,760个蛋白,覆盖1,200种微生物(包括150种低丰度菌,相对丰度<0.1%);土壤微生物组鉴定21,340个蛋白,成功注释氮循环相关功能基因(如固氮酶nifH)与抗生素耐药基因(如ermF);30分钟梯度可完成1个微生物组样本分析,比传统DIA节省70%时间;通过蛋白表达量推测微生物代谢活性,发现肠道中双歧杆菌的多糖降解酶(如GH43家族)表达量与宿主膳食纤维摄入正相关(r=0.72)。实现微生物组“功能层面”的快速解析,为肠道健康、环境微生物调控提供功能依据。

ASTRAL-DIA 蛋白组学-文献案例


交付内容

原始数据

质谱原始文件:Thermo RAW格式文件;辅助数据:LC梯度方法、FAIMS参数设置、样本处理记录;完整性保障:提供MD5校验码,确保数据无损坏。

数据质量控制报告

样本质量:蛋白提取量、肽段回收率、SDS-PAGE电泳图(验证蛋白完整性);质谱采集质量:Astral扫描速度(≥200 Hz)、DIA窗口覆盖度、Q30比例、肽段鉴定数;定量质量:蛋白定量CV值分布、缺失值比例、生物学重复相关性;特殊指标:单细胞样本的细胞分选效率、微生物样本的宿主污染率。

蛋白定量与注释结果

表达量矩阵:蛋白水平FPKM/Intensity值或报告离子强度,含log2FC、P值、FDR值;差异分析结果:差异蛋白列表、火山图、热图;数据库注释:UniProt功能描述、亚细胞定位、结构域信息、PTM位点;特殊分析:单细胞样本的细胞聚类结果(t-SNE/UMAP图)、微生物样本的物种-功能关联表。

功能分析结果

通路富集:GO、KEGG、Reactome富集散点图(Top20通路);蛋白互作网络:STRING数据库构建PPI网络,核心节点蛋白标注;定制化分析:如临床样本的ROC曲线、微生物样本的代谢通路活性评分。

分析与解读报告

核心结论:关键差异蛋白集合、功能通路核心节点、样本异质性特征(单细胞/微生物);结果解读:差异蛋白的生物学意义、Astral-DIA技术优势的体现。

常见问题

完全可以,Astral-DIA是低起始量样本的最优选择,FAIMS Pro Duo接口去除背景干扰,低丰度肽段信噪比提升2-3倍;μPAC微柱阵列提高肽段回收率;Astral分析器的“无损检测”模式,减少离子损失。

支持,且是目前唯一支持TMTpro 32标的DIA技术。标记能力:①兼容TMTpro 16标/32标,其中32标可同时分析31个样本+1个质控样本;②标记效率≥98%,无标记干扰;优势场景:①临床大队列,可分10批(32标/批)完成,减少批次效应;②多时间点/多处理组研究,一次性完成定量。

会有影响,但可通过预处理去除。宿主DNA/RNA会与肽段竞争离子化,导致微生物蛋白检出率下降20%-30%;①样本预处理:使用宿主DNA/RNA去除试剂盒,去除率≥95%;②酶解优化:延长酶解时间至20小时,确保微生物蛋白充分裂解;③数据分析:采用“微生物专属数据库”,避免宿主蛋白干扰;效果验证:处理后宿主污染率≤5%,微生物蛋白鉴定数提升40%。

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