CN110398558B - 基于dia技术挖掘性成熟前后藏绵羊睾丸差异蛋白质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于DIA技术挖掘性成熟前后藏绵羊睾丸差异蛋白质的方法,包括以下步骤:组织收集、蛋白样本制备、建立谱图数据库、蛋白质定性定量分析和差异表达蛋白质筛选。本发明选取3月龄和1岁龄藏绵羊睾丸组织,运用常规DDA质谱检测技术分析并建立图谱数据库,随后采用DIA方法进行质谱数据采集,并对样品中的蛋白质进行定性定量分析,从而获得藏绵羊睾丸中的差异表达蛋白质。利用该方法可实现对藏绵羊睾丸差异表达蛋白的定量筛选,这对于后续从蛋白质组学角度研究在高海拔条件下藏绵羊睾丸发育或精子发生的分子机制提供了十分重要的理论基础。
Description
技术领域
本发明涉及DIA定量方法技术领域,尤其涉及一种基于DIA技术挖掘性成熟前后藏绵羊睾丸差异蛋白质的方法。
背景技术
藏绵羊作为中国3大原始绵羊品种之一,主要分布于海拔3000m以上青藏高原的西藏、青海以及甘肃、四川等地,是产区农牧民重要的生产和生活资料,对带动当地的经济社会可持续发展和维持生态平衡具有十分重要的作用。但由于长期放牧且缺乏补饲,导致其生产性能低、繁殖力低下、性成熟晚,严重限制了藏绵羊群的繁殖,进而制约了牧区的经济社会发展。蛋白质是有机体生命活动过程中的主要参与者和执行者。因而探究不同发育期藏绵羊睾丸组织蛋白质组学,进而筛选各个时期的特异表达蛋白或极显著差异表达蛋白,对于揭示藏绵羊睾丸发育的分子机制具有十分重要的意义,也可为后续的分子辅助育种提供理论依据。
近些年,生物学、精准医学越来越多的需要蛋白质组学数据,其大样品量对蛋白质组方法的重现性和通量提出了越来越高的要求。常规的数据依赖采集模式下,母离子采集的随机性会造成肽段鉴定的重现性差。因此,近年来,数据非依赖(DIA)的采集模式已经得到了广泛的关注。它的主要优势在于可以实现信息的无损采集,且数据之间具有很高的重现性。
本发明涉及一种基于重复性更好、通量更高、定量更为准确的DIA蛋白定量技术全面扫描并筛选不同发育期藏绵羊睾丸差异表达蛋白质的方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种基于DIA技术挖掘性成熟前后藏绵羊睾丸差异蛋白质的方法。
本发明的技术方案如下:
一种基于DIA技术挖掘性成熟前后藏绵羊睾丸差异蛋白质的方法,包括以下步骤:
步骤A、组织收集
羊屠宰后,取出睾丸组织,用PBS清洗外部血渍并剥除白膜后,将其剪成0.5cm×0.5cm×0.5cm的小组织快,迅速冻存于液氮中用于蛋白样本的制备;
步骤B、蛋白样本制备
向睾丸组织中加入裂解液,超声裂解;4℃,14000rpm条件下离心25-35min后,吸取上清液,用BCA蛋白定量法测定蛋白浓度;取50μg蛋白质稀释至50μL,随后加入1M DTT 1μL,在55℃孵育50-75min;加入1M碘乙酰胺(IAA)5μL,室温避光50-75min;加入300μL预冷的丙酮沉淀105-140min,沉淀用胰蛋白酶酶解过夜;
步骤C、建立谱图数据库
将所有酶解后的肽段混合物溶解于缓冲液甲(20mM甲酸铵水溶液,pH=10.0)中,用Ultimate 3000系统连接反向柱进行高pH反向分离,分离使用线性梯度,40min内5%溶液乙至45%溶液乙;柱子在初始条件下平衡15min,柱流速维持在1mL/min,柱温维持在30℃;收集到6个部分,各个部分在真空浓缩仪中干燥;将除盐冻干后的肽段重溶于溶液丙中,后经由配备在线纳喷离子源的LC-MS/MS分析;整套系统为串联EASY-nLC 1200系统的轨道阱质谱仪;总共上样3μL,以120min梯度分离:5%溶液丁至35%溶液丁;柱流量控制在200nL/min,电喷雾电压2kV;
轨道阱质谱仪在数据依赖采集模式下运行,自动在MS和MS/MS采集间切换;质谱参数设置如下:(1)MS:扫描范围(m/z):350–1500;分辨率:120,000;AGC target:4e5;最大注入时间:50ms;动态排除时间:30s;(2)HCD-MS/MS:分辨率:15,000;AGC target=5e4;最大注入时间:35ms;碰撞能量:32;
原始数据通过Spectronaut X(Biognosys AG)合并分析搜库,数据库使用Uniprot或提供的数据库,另外同时搜索污染序列库,以判断样本是否存在污染,设置胰蛋白酶酶解;搜库参数:固定修饰:脲甲基化,可变修饰:蛋氨酸氧化;母离子和肽段水平的假阳性率(FDR)都设置为1%;
各样品加入30μL溶液丙制成悬浮液,取出9μL加入1μL 10×iRT肽段,混合后用纳米液相色谱分离,经在线电喷雾串联质谱分析;整套实验系统为串联EASY-nLC 1200系统的轨道阱质谱仪;总共上样3μL,以120min梯度分离:5%溶液丁至35%溶液丁;柱流量控制在200nL/min,电喷雾电压2kV;
质谱参数设置如下:(1)MS:扫描范围(m/z):350–1500;分辨率:120,000;AGCtarget:4e6;最大注入时间:50ms;(2)HCD-MS/MS:分辨率:30,000;AGC target:1e6;碰撞能量:32;能量增加:5%;(3)可变窗口采集,设置了60个窗口,设置重叠串口,每个窗口重叠1m/z;
步骤D、蛋白质定性定量分析
采用QuiC(Biognosys)软件对原始质谱数据进行质控后,运用Pulsar软件对DDA采集模式得到的数据进行建库,建库鉴定标准为:前体阈值1.0%FDR,蛋白质阈值1.0%FDR,用于后续DIA数据的定性分析;
步骤E、差异表达蛋白质筛选
以相对定量值差异倍数的绝对值>2.0倍,并且Student′s t-test qvalue(检测Q值)<0.05筛选差异表达蛋白质。
优选的,所述的步骤A中,本专利所述的睾丸组织来自性成熟前(3月龄)和性成熟后(1岁龄)2个关键发育时期具有相似遗传背景(同父异母)的雄性藏绵羊;
优选的,所述的步骤B中,所述的裂解液,由以下成分组成:7M尿素,2%SDS,0.1%PMSF和65mMDTT。
优选的,所述的步骤C中,所述的缓冲液甲,由以下成分组成:20mM甲酸铵水溶液,pH=10.0。
优选的,所述的步骤C中,所述的溶液乙,由以下成分组成:80%ACN中加入20mM甲酸铵,氨水调节至pH 10.0。
优选的,所述的步骤C中,所述的溶液丙为0.1%甲酸水溶液。
优选的,所述的步骤C中,所述的溶液丁为0.1%甲酸乙腈溶液。
本发明的有益之处在于:本发明选取3月龄和1岁龄藏绵羊睾丸组织,运用常规DDA质谱检测技术分析并建立图谱数据库,随后采用DIA方法进行质谱数据采集,并对样品中的蛋白质进行定性定量分析,从而获得藏绵羊睾丸中的差异表达蛋白质。利用该方法可实现对藏绵羊睾丸差异表达蛋白的定量筛选,这对于后续从蛋白质组学角度研究在高海拔条件下藏绵羊睾丸发育或精子发生的分子机制提供了十分重要的理论基础。
具体实施方式
实施例1:
一种基于DIA技术挖掘性成熟前后藏绵羊睾丸差异蛋白质的方法,包括以下步骤:
步骤A、组织收集
所述的步骤A中,本专利所述的睾丸组织来自性成熟前(3月龄)和性成熟后(1岁龄)2个关键发育时期具有相似遗传背景(同父异母)的雄性藏绵羊;羊屠宰后,取出睾丸组织,用PBS清洗外部血渍并剥除白膜后,将其剪成0.5cm×0.5cm×0.5cm的小组织快,迅速冻存于液氮中用于蛋白样本的制备;
步骤B、蛋白样本制备
向睾丸组织中加入裂解液(7M尿素,2%SDS,0.1%PMSF,65mMDTT),超声裂解;4℃,14000rpm条件下离心30min后,吸取上清液,用BCA蛋白定量法测定蛋白浓度;取50μg蛋白质稀释至50μL,随后加入1M DTT 1μL,在55℃孵育1h;加入1M碘乙酰胺(IAA)5μL,室温避光1h;加入300μL预冷的丙酮沉淀2h,沉淀用胰蛋白酶酶解过夜;
步骤C、建立谱图数据库
将所有酶解后的肽段混合物溶解于缓冲液甲(20mM甲酸铵水溶液,pH=10.0)中,用Ultimate 3000系统连接反向柱进行高pH反向分离,分离使用线性梯度,40min内5%溶液乙至45%溶液乙(溶液乙:80%ACN中加入20mM甲酸铵,氨水调节至pH 10.0);柱子在初始条件下平衡15min,柱流速维持在1mL/min,柱温维持在30℃;收集到6个部分,各个部分在真空浓缩仪中干燥;将除盐冻干后的肽段重溶于溶液丙(溶液丙:0.1%甲酸水溶液)后经由配备在线纳喷离子源的LC-MS/MS分析;整套系统为串联EASY-nLC 1200系统的轨道阱质谱仪;总共上样3μL,以120min梯度分离:5%溶液丁至35%溶液丁(溶液丁:0.1%甲酸乙腈溶液);柱流量控制在200nL/min,电喷雾电压2kV;
轨道阱质谱仪在数据依赖采集模式下运行,自动在MS和MS/MS采集间切换;质谱参数设置如下:(1)MS:扫描范围(m/z):350–1500;分辨率:120,000;AGC target:4e5;最大注入时间:50ms;动态排除时间:30s;(2)HCD-MS/MS:分辨率:15,000;AGC target=5e4;最大注入时间:35ms;碰撞能量:32;
原始数据通过Spectronaut X(Biognosys AG)合并分析搜库,数据库使用Uniprot或提供的数据库,另外同时搜索污染序列库,以判断样本是否存在污染,设置胰蛋白酶酶解;搜库参数:固定修饰:Carbamidomethyl(C),可变修饰:methionine氧化;母离子和肽段水平的假阳性率(FDR)都设置为1%;
各样品加入30μL溶液丙(溶液丙:0.1%甲酸水溶液)制成悬浮液,取出9μL加入1μL10×iRT肽段,混合后用nano-LC分离,经在线电喷雾串联质谱分析;整套实验系统为串联EASY-nLC 1200系统的轨道阱质谱仪;总共上样3μL,以120min梯度分离:5%溶液丁至35%溶液丁(溶液丁:0.1%甲酸乙腈溶液);柱流量控制在200nL/min,电喷雾电压2kV;
质谱参数设置如下:(1)MS:扫描范围(m/z):350–1500;分辨率:120,000;AGCtarget:4e6;最大注入时间:50ms;(2)HCD-MS/MS:分辨率:30,000;AGC target:1e6;碰撞能量:32;能量增加:5%;(3)可变窗口采集,设置了60个窗口,设置重叠串口,每个窗口重叠1m/z;
步骤D、蛋白质定性定量分析
采用QuiC(Biognosys)软件对原始质谱数据进行质控后,运用Pulsar软件对DDA采集模式得到的数据进行建库,建库鉴定标准为:Precursor Threshold 1.0%FDR,ProteinThreshold 1.0%FDR,用于后续DIA数据的定性分析;
步骤E、差异表达蛋白质筛选
以在3月龄和1岁龄两组间鉴定到的蛋白质相对定量值差异倍数的绝对值>2.0倍,并且Student′s t-test qvalue<0.05的标准筛选差异表达蛋白质。
与3月龄(性成熟前)组相比,性成熟后藏绵羊睾丸中共鉴定到3719个差异表达蛋白,其中1295个蛋白表达上调,2424个蛋白表达下调。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种基于DIA技术挖掘性成熟前后藏绵羊睾丸差异蛋白质的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤A、组织收集
羊屠宰后,取出睾丸组织,用PBS清洗外部血渍并剥除白膜后,将其剪成0.5cm×0.5cm×0.5cm的小组织快,迅速冻存于液氮中用于蛋白样本的制备;
步骤B、蛋白样本制备
向睾丸组织中加入裂解液,超声裂解;4℃,14000rpm条件下离心25-35min后,吸取上清液,用BCA蛋白定量法测定蛋白浓度;取50μg蛋白质稀释至50 μL,随后加入1M DTT 1μL,在55℃孵育50-75min;加入1M碘乙酰胺IAA5μL,室温避光50-75min;加入300μL预冷的丙酮沉淀105-140min,沉淀用胰蛋白酶酶解过夜;
步骤C、建立谱图数据库
将所有酶解后的肽段混合物溶解于缓冲液甲中,缓冲液甲为20mM甲酸铵水溶液,pH=10.0, 用Ultimate 3000系统连接反向柱进行高pH反向分离,分离使用线性梯度,40min 内5% 溶液乙至45% 溶液乙;柱子在初始条件下平衡15min,柱流速维持在1mL/min,柱温维持在30℃;收集到6个部分,各个部分在真空浓缩仪中干燥;将除盐冻干后的肽段重溶于溶液丙中,后经由配备在线纳喷离子源的LC-MS/MS分析;整套系统为串联EASY-nLC 1200系统的轨道阱质谱仪;总共上样3μL,以120 min梯度分离:5%溶液丁至35%溶液丁;柱流量控制在200 nL/min,电喷雾电压2 kV;
轨道阱质谱仪在数据依赖采集模式下运行,自动在MS和MS/MS采集间切换;质谱参数设置如下:(1) MS:扫描范围m/z:350–1500;分辨率:120,000;AGC target:4e5;最大注入时间:50 ms;动态排除时间:30 s; (2)HCD-MS/MS:分辨率:15,000;AGC target=5e4;最大注入时间:35 ms;碰撞能量:32;
原始数据通过Spectronaut X合并分析搜库,数据库使用Uniprot或提供的数据库,另外同时搜索污染序列库,以判断样本是否存在污染,设置胰蛋白酶酶解;搜库参数:固定修饰:脲甲基化,可变修饰:蛋氨酸氧化;母离子和肽段水平的假阳性率FDR都设置为1%;
各样品加入30μL 溶液丙制成悬浮液,取出9 μL加入1 μL 10×iRT肽段,混合后用纳米液相色谱分离,经在线电喷雾串联质谱分析;整套实验系统为串联EASY-nLC 1200系统的轨道阱质谱仪;总共上样3 μL,以120 min梯度分离:5%溶液丁至35%溶液丁;柱流量控制在200nL/min,电喷雾电压2 kV;
质谱参数设置如下:(1) MS: 扫描范围m/z:350–1500;分辨率:120,000; AGC target:4e6; 最大注入时间:50 ms;(2) HCD-MS/MS:分辨率:30,000;AGC target:1e6;碰撞能量:32;能量增加:5%;(3)可变窗口采集,设置了60个窗口,设置重叠窗口,每个窗口重叠1m/z;
步骤D、蛋白质定性定量分析
采用QuiC软件对原始质谱数据进行质控后,运用Pulsar软件对DDA采集模式得到的数据进行建库,建库鉴定标准为:前体阈值1.0% FDR,蛋白质阈值1.0% FDR,用于后续DIA数据的定性分析;
步骤E、差异表达蛋白质筛选
以相对定量值差异倍数的绝对值>2.0倍,并且Student′s t-test qvalue(检测Q值)<0.05筛选差异表达蛋白质;
所述的步骤A中,睾丸组织来自性成熟前和性成熟后2个关键发育时期具有相似遗传背景的雄性藏绵羊;
所述的步骤B中,所述的裂解液,由以下成分组成:7M尿素,2% SDS,0.1%PMSF和65mMDTT;
所述的步骤C中,所述的缓冲液甲,由以下成分组成:20mM甲酸铵水溶液,pH=10.0;
所述的步骤C中,所述的溶液乙,由以下成分组成:80% ACN 中加入20mM 甲酸铵,氨水调节至pH 10.0;
所述的步骤C中,所述的溶液丙为0.1%甲酸水溶液;
所述的步骤C中,所述的溶液丁为0.1%甲酸乙腈溶液。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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CB03 | Change of inventor or designer information | ||
CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Li Taotao Inventor after: Ma Youji Inventor after: Wang Xia Inventor after: Zhang Hongyu Inventor before: Ma Youji Inventor before: Li Taotao Inventor before: Wang Xia Inventor before: Zhang Hongyu |
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GR01 | Patent grant | ||
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