蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象，研究细胞、组织或生物体蛋白质组成及其变化规律的科学。运用蛋白质组学技术可以大规模研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识。
本期专题将围绕蛋白质组学技术简介及应用场景展开，主要介绍蛋白相对定量技术、绝对定量技术以及蛋白修饰分析的原理及技术优势，蛋白组学常见研究模式，蛋白样本准备注意事项以及经典案例解读等。
今天内容主要为两种相对定量技术——iTRAQ及TMT技术的介绍。
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相对定量的目的是测定目的蛋白在两个或多个样本中的表达量的相对比例，而不需要知道它们在每个样本中的表达量。如果研究项目中包括处理过的和未经处理的对照样本，通常可以将未经处理的样本指定为基准，规定其目的蛋白浓度为 100%，将经处理的样本的定量结果除以对照样品的定量结果，就可以计算各个处理样本的蛋白含量相对于未处理样品的百分比。目前常规的蛋白相对定量技术汇总如下图所示：
图1 蛋白相对定量技术列表
iTRAQ（isobaric tags for relative and absolute quantitation）技术是由美国应用生物系统公司ABI研发的一种多肽体外标记技术。该技术采用4种或8种同位素的标签，通过特异性标记多肽的氨基基团，然后进行串联质谱分析，可同时比较4种或8种不同样品中蛋白质的相对含量。
iTraq技术原理
图2 4种同位素标签的iTRAQ试剂结构图
iTRAQ试剂由三部分组成：报告基团、质量平衡基团和肽反应标记试剂基团，形成4种或8种相对分子质量均等量（145或305）的异位标签。
图3 iTRAQ实验流程图
iTRAQ试剂用于标记酶解后的肽段。在质谱图中，任何一种iTRAQ试剂标记的不同样本中的同一肽段表现为相同的质荷比。在串联质谱中，报告基团、质量平衡基团和多肽反应基团之间的键断裂，质量平衡基团丢失，带不同同位素标签的同一多肽产生不同的报告离子，根据报告离子的信号强度值可获得样品间相同肽段的定量信息，再经过软件处理得到蛋白质的定量信息。
TMT™（Tandem Mass Tag™）技术是由美国Thermo Scientific公司研发的一种多肽体外标记技术。该技术采用2种、6种或10种同位素的标签，通过特异性标记多肽的氨基基团，然后进行串联质谱分析，可同时比较2组、6组或10组不同样品中蛋白质的相对含量。
TMT技术原理
图4 TMT标签结构图
TMT™标签由三部分组成：分子量报告子、分子量标准化部分和反应基团，形成2种、6种或10种相对分子质量均等量的异位标签。
图5 不同的TMT label reagent
图6 TMT实验流程图
TMT™试剂通过反应基团能够高效地标记酶解后的肽段。在一级质谱图中，分子量标准化部分使任何一种TMT™试剂标记的不同样本中的同一肽段表现为相同的质荷比。在串联质谱中，可剪切臂能够优先断裂以便释放分子量报告子。每个报告子都有各自独特的分子量，并且能够在MS/MS分析中反应出所标记的多肽的样品丰度，根据报告离子的信号强度值可获得样品间相同肽段的定量信息，再经过软件处理得到蛋白质的定量信息。
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