2DE-Pattern数据库用于蛋白质型谱图库存:2026年升级及对成果更新的报告

《Proteomes》:The “2DE-Pattern” Database for Inventory of Proteoform Profiles: 2026 Upgrade and Update on Outcomes

【字体: 时间:2026年09月08日 来源:Proteomes 4.3

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  背景:现代蛋白质组学面临关键瓶颈:人类基因组基因数量与真正驱动生物过程的功能性蛋白质型(proteoform)种类之间存在巨大差距。方法:论文关注高分辨率系统绘制这些蛋白质型的迫切需求,认为分子生物学真正前沿在于蛋白质变体的精确鉴定与分类。其核心是基于“2DE

  
背景:现代蛋白质组学面临关键瓶颈:人类基因组基因数量与真正驱动生物过程的功能性蛋白质型(proteoform)种类之间存在巨大差距。方法:论文关注高分辨率系统绘制这些蛋白质型的迫切需求,认为分子生物学真正前沿在于蛋白质变体的精确鉴定与分类。其核心是基于“2DE-pattern”数据库的发展与扩展,该平台旨在通过二维电泳(2DE)捕获蛋白质物理现实,数据库信息由2DE分离蛋白质型后接shotgun ESI LC-MS/MS获得。该库2020年启动,包含多个以异构体为中心的蛋白质型模式,可免费使用。结果:研究人员报告了加入数据库的新增数据与所有更新,数据库升级为更面向研究,并集成工具以便便捷比较分析数据。结论:新增内容与增强功能使该数据库可被视作知识库。
研究背景方面,蛋白质组学在深入解析与大量蛋白质型相关的蛋白质异质性时,信息量迅速增长,存储与利用这些信息的需求突出。已知开放数据库如NCBI、ExPASy旗下的NeXtProt与UniProt、Human Protein Atlas、Proteoform Atlas、PRIDE、PeptideAtlas等各具基础,但SWISS-2DPAGE已停用。二维凝胶电泳(2DE,two-dimensional gel electrophoresis)可依等电点(pI)与分子量(MW)分离蛋白质型并直观存图,虽后续用bottom-up质谱,但整体被称为top-down integrative proteomics(自上而下整合蛋白质组学)。研究人员指出,真正瓶颈不是鉴定蛋白质,而是表征蛋白质型;因此建设以2DE原理组织蛋白质型模式(pattern)的“2DE-pattern”数据库具有补位价值。论文发表在《Proteomes》。
主要关键技术方法上,研究人员采用三种互补策略:经典/虚拟2DE,以实验凝胶或理论pI/MW加FASP定量构建图谱;sectional 2DE(分区2DE),将整块凝胶分96区、按MW维度1–12与pI维度A–H坐标消化鉴定不可见蛋白质型;semi-virtual 2DE(半虚拟2DE),仅按等电聚焦分离后再鉴定。样本队列来源包括胶质母细胞瘤细胞系Glia-L、人胚肺成纤维细胞LEH、肝癌细胞系HepG2、肝癌组织HCC及健康对照HCCCONTROL;鉴定流程含ESI LC-MS/MS与SearchGUI,要求每蛋白两个唯一肽段,用emPAI(exponentially modified protein abundance index,指数修正蛋白丰度指数)估丰度。
3.1. Overview of the Database
研究人员通过三种方法生成异构体蛋白质型模式,当前库含7053个蛋白的8014个异构体蛋白质型模式,较首版翻倍;因SWISS-2DPAGE停运,该库承担补充角色,三种方法局限互补可拼合较完整蛋白质型景观。
3.2. Additions to the Database Content and Search Features
研究人员在前页支持UniProt编号、蛋白名、基因符号检索,新增“All available proteins (isoforms)”入口到比较页,可看emPAI、批量绘图、跨样本模式比较;数据源由Glia-L与LEH扩至五类样本。
3.3. Navigation Workflow
研究人员设层级导航:Protein Page显示基本信息与所有异构体,Isoform Page用主表映射异构体数据,Sample Pages按方法给专门蛋白质型模式。
3.4. Sample Page Types and Methods
研究人员给出经典/虚拟2DE图、sectional 2DE金字塔与热图、semi-virtual 2DE图;经典图标同位点多蛋白质型,虚拟图用于HCC与HCCCONTROL,sectional可抓染色外蛋白质型但分辨率低,半虚拟在pH方向好但缺真实MW;页面链UniProt与Proteoform Atlas以供深析。
讨论部分中,研究人员强调2DE在质谱时代价值不在鉴定量而在按物理化学参数作蛋白质型分布“积分图像”,可直比正常与癌样以找恶性转化相关蛋白质型及 biomarker/靶点;Proteoform Atlas有66496个人细胞蛋白质型,与2DE-pattern互补,挑战在统一元数据如MW与pI以实现跨库比对。
结论部分译为:本文描述“2DE-pattern”数据库升级版,用于存析按2DE原理产生的人蛋白质型模式/谱图;库可免费用于 http://2de-pattern.pnpi.nrcki.ru 。核心主题是质谱主导时代2DE之必要;批评者认为高分辨质谱单跑鉴千蛋白使本库“可视化”过时,但此说忽略鉴定与表征之别。本方法生成依pI/MW的蛋白质型分布积分图像,可直比正常与肝癌样本以发现适于作生物标志物或治疗靶点的特定蛋白质型,近期已获肝癌蛋白面板。完整表征更难,top-down MS可解;Proteoform Atlas与整合top-down蛋白质组学(2DE-pattern)数据可互补,挑战在统一实验结果,若把平均MW与算得pI等元数据加入Proteoform Atlas便可直连本库比较。蛋白质型蛋白质组学未来靠映射、功能表征与预测建模系统整合,维持充实蛋白质型库是根基。
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