蛋白质质谱高通量分析平台

蛋白质质谱高通量分析平台

文献：《蛋白质质谱高通量分析平台的建立 及其在消化道肿瘤中的应用性研究》 作者：余捷凯 学校：浙江大学 发表时间:2006-06-01

内容简介一、血清蛋白质质谱标准化方法的建立 二、建立蛋白质质谱高通量数据分析平台 三、蛋白质质谱标准化分析平台的验证及其在 大肠癌中的应用 四、蛋白质质谱标准化方法分析平台在其他消 化道肿瘤中的应用研究 五、肿瘤特异性标志物鉴定

建立蛋白质质谱高通量数据分析平台1. 简介 2. 数据预处理去除噪音和基线， 局部极值法和信噪比过滤寻找峰， 峰的重复性比较， 不同样本中同一个峰聚类成簇 ， 强度均一化 ， 数据标准化

3. 候选肿瘤标志物的筛选

一.简介

简介蛋白质组学质谱数据是做了必要处理的生 物样本经过飞行时间质谱仪产生的。 质谱仪输出的数据是一系列质荷比及其对 应的观测信号强度的数据对列表： 第一个值是质荷比，记做m/z; 第二个值是观测信号强度或谱丰度，记 做intensity. 每次测量可以产生几万至几百万个这样的 数据对。将m/z作为横坐标，intensity作为纵 坐标，整个数据对列表构成蛋白质组学谱图。

简介

简介传统的方法使用3个软件来完成数据分析： 1. Proteinchip Software 3.2:calibration和 normalization; 2. Biomarker wizard 3.1:信噪比过滤和寻 找蛋白质峰； 3. Biomarker Patterns Software 5.0:筛选 候选肿瘤标志物并建立决策树模型。 缺点：过程复杂，耗时耗力，效果不理想， 设备昂贵

二.数据预处理

1.去除噪音和基线应用小波变换降低噪音： 离散小波变换(DWT) 线性平移不变离散小波变换(UDWT) 分别对它们去除噪音的效果做了比较。 并比较了UDWT的硬阈值和软阈值，以及阈 值的具体取值。

1.去除噪音和基线基线 采用局部最小(中值)线性拟和的方法来去除。

1.去除噪音和基线

1.去除噪音和基线去除噪音和基线的效果如图：

蓝线为处理前 红线为处理后

2.局部极值法和信噪比过滤寻找峰 局部极值法和信噪比过滤寻找峰去除噪音和基线后的质谱数据用局部极值法结合信 噪比过滤可以很好的寻找蛋白质峰。如下图所示：

a为原始图谱，b为局部极值法扫描图， c为信噪比5,d为信噪比为3

2.局部极值法和信噪比过滤寻找峰 局部极值法和信噪比过滤寻找峰

结果显示，这部分数据用信噪比为3(图d), 可以得到较好的蛋白质质峰。

3.找到的峰的重复性比较 找到的峰的重复性比较

以此方法找到的峰总共为在80%以上的样本 中均出现的为64个； 而传统方法在80%以上的样本中均出现的样 本数仅为17个。 重复性总体上提高了60%

4.不同样本中同一个峰聚

类成簇 4.不同样本中同一个峰聚类成簇

这里以0.3%为分子量的偏差范围来聚类， 即在平均分子量前后0.3%的峰都认为是同 一个。 并将那些只在10%以下的样本中出现的峰进 一步过滤掉，因为它们可能是个别实验的误 差引起的。

5.强度均一化 5.强度均一化

传统方法都是用Proteinchip Software 3.2软件的total ion normalize来实现样本间的均一化，但是用总离子 强度的均一化会将噪音也作为其均一化的一部分， 直接导致蛋白峰均一化的减弱。 本研究改进了方法，只对以上步骤找到的峰簇进行 均一化，消除了噪音对强度均一化的影响。

6.数据标准化 6.数据标准化

将原始数据标准化到[-1,1]的范围内，这将使接下 来的模型分析的准确率有所提高。 Pn=2*(p-minp)/(maxp-minp)-1 Pn为标准化后的数据， p是标准化前的数据， minp为标准化前数据中的最小值， maxp为标准 化前数据中的最大值。