最新进展: Jurgen Cox研究组公布支持4D label-free定量的MaxQuant软件新版本

Original Dr.Proteomics 精准医学与蛋白组学 2020-12-24

景杰学术/解读

离子淌度分离的引入使得蛋白质组学进入了4D新时代，Matthias Mann教授去年底在MCP上刊登的关于timsTOF Pro平台的报道（推荐阅读：重磅！Matthias Mann发文，基于捕获离子淌度的新一代4D 蛋白质组学），展示了其在通量、灵敏度、检测深度方面的卓越性能。然而，真正的4D蛋白组学不但需要以硬件为基础，还需要搜库软件的全面支持方能充分发挥其潜力。

凭借着严谨而强大的功能，以及对众多平台的广泛支持性，MaxQuant业已成为蛋白质组学研究中最常用的搜库软件平台之一。其集成的MaxLFQ定量模块和match between runs功能，使得其在label-free定量方面的表现尤其突出。2019年5月27日，MaxQuant的开发者Jurgen Cox研究组在预印本网站bioRxiv上公布了其最新进展，详细阐述了MaxQuant对4D特征匹配的支持和由此展现出的定量能力的大幅提升。

由于4D特征的数据引入了额外的维度，MaxQuant软件平台在特征提取、数据校准等很多模块中都做了大幅的调整以适配这种全新的数据格式，并提供了对4D特征数据同样适用的“end-to-end”便捷式搜库解决方案。

在4D 数据的label-free定量中，MaxQuant的match between runs功能发挥得更加淋漓尽致：新增的维度显著增强了匹配的特异性和定量的可靠性，并且在实际样品的检测中极大改善了传统label-free中被广为诟病的missing value的问题。如图1a-b所示，作者用HeLa细胞做了10次技术重复，开启match between runs(以下简称4D对齐)功能后的可定量蛋白平均每个样品增加了381个，在全部样品中都可定量的蛋白增加了约1000个。4D对齐的效果在血液这种蛋白含量跨度范围很大的样品中会更加明显：如图1c-d所示，作者用11.5分钟的短梯度分析了208个血浆样本，开启4D对齐功能后每个样本中的可定量蛋白数目增加了90%。

图1 4D对齐能够显著提高蛋白定量比例并降低缺失值

那么， 4D对齐在提高定量比例的同时，是否能够保持定量的准确性呢？作者接下来将不同物种的蛋白按照不同比例混合，其中人类细胞1：1，酵母细胞2:1，大肠杆菌1:4，结果发现开启4D对齐之后，仍然符合理论的分布(图2)，说明该功能不会对定量准确性造成可见的负面影响。

图2 4D对齐不会对定量准确性造成可见的负面影响

通过这项研究，我们看到MaxQuant软件的优化支持能够进一步提升基于timsTOF Pro平台的4D label-free的定量能力，展现了其在高通量、深度覆盖的蛋白质组学，尤其是大规模队列样本分析中广阔的应用前景。

参考文献

Nikita Prianichnikov, et al., 2019, MaxQuant software for ion mobility enhanced shotgun Proteomics. BioRxiv.

往期精彩回顾

4D-LFQ：Matthias Mann发文，基于捕获离子淌度的新一代4D 蛋白质组学

翻译后修饰定位：MCP：中国科学家在蛋白质翻译后修饰定位研究方面取得进展

磷酸化修饰：Nat Commun :磷酸化修饰定量技术大起底

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