(DP40000)超高深度DIA·磷酸化修饰组重装升级!激酶分析助力提升文章深度,让医学科研更轻松

10年来,磷酸化(Phosphorylation)相关的研究项目数量稳步增长,据letpub数据显示,2022年国自然基金批准的磷酸化研究已突破400项,资助金额超过1.7亿,这表明磷酸化正在受到越来越广泛的关注。目前,研究磷酸化的主要手段有Western BlotELISA、质谱法和激酶活性检测等,由于磷酸肽富集策略、仪器性能和计算分析工具的重大进步使得基于质谱的磷酸化蛋白质组学成为全球范围内研究磷酸化的首选方法。拜谱生物今年推出的超高深度DIA·磷酸化修饰组(以下简称DP40000),不仅在大规模精准定量层面解决了细胞信号和生物医学中的未解决问题,而且快速高效和稳定性方面的提升使得其在药物筛选等高通量检测中广泛应用。

(DP40000)超高深度DIA·磷酸化修饰组重装升级!激酶分析助力提升文章深度,让医学科研更轻松(图源:letpub近十年磷酸化基金项目统计) 

除了方法方面的进步,本次我们也对DP40000的生信分析内容进行了全面升级,尤其是考虑到蛋白激酶在信号转导中的重要作用,我们针对人、大鼠、小鼠的磷酸化修饰定量项目进行上游激酶注释、激酶活性分析、激酶树注释等,为后续磷酸化调节机制、激酶实验、药物靶点的分析提供参考方向。具体详情请跟随小编一起了解吧!


 

全面升级的生信分析


       DP40000新版分析报告提供以下7大分析模块,20+项分析内容,60+分析图片(如图1)。相比旧版修饰组学报告,此次新增了样本比较分析、整体蛋白功能+位点motif分析、差异位点所属蛋白功能分析、多组比较分析、磷酸激酶分析共5大模块,在保留磷酸位点定量比较的基础上,更深度挖掘蛋白功能,尤其是激酶调节关系的分析。同时重新调整后的分析流程,逻辑思路更清晰,帮助科研工作者由浅入深地理解结果。

(DP40000)超高深度DIA·磷酸化修饰组重装升级!激酶分析助力提升文章深度,让医学科研更轻松1. DP40000新版分析内容   

   


 

磷酸激酶分析


      位点特异性的蛋白磷酸化,可以通过改变蛋白质的活性、亚细胞定位、相互作用或稳定性来快速调节蛋白质的功能。这是一种高度动态变化的修饰,基本上可以调节所有细胞信号网络,其发生过程是由激酶(kinase)催化,因此分析激酶活性并进行功能深入挖掘具有重要的生物学意义。


1.激酶-底物调控关系

      基于PhosphoSitePlusPSP)数据库注释磷酸化底物的上游激酶。该数据库由NIHCST联合开发,收录了海量的蛋白质磷酸化位点信息,包括已知的以及未发表的,并且不断更新激酶-底物及相关序列,因此我们可以通过该数据库获得激酶-底物调控关系。如表1所示,输入DP40000项目鉴定到的磷酸化位点(Substrate.Mod)、位点上下调信息(log2FC)、以及位点所属蛋白(底物,Substrate.Gene)等信息,便可得到底物的上游激酶(Kinase.Gene)。(DP40000)超高深度DIA·磷酸化修饰组重装升级!激酶分析助力提升文章深度,让医学科研更轻松    1.激酶-底物调控关系表格

   

为方便了解引起磷酸化水平变化的激酶贡献,我们统计了每个激酶催化的底物/位点数量(见图2)。

(DP40000)超高深度DIA·磷酸化修饰组重装升级!激酶分析助力提升文章深度,让医学科研更轻松    2.激酶催化底物(位点)数量


2. 激酶-底物关系可视化

      为方便可视化各激酶与底物的调控关系,我们进一步绘制了激酶-底物和弦图(图3),各底物(左半圈)和各激酶(右半圈)之间用不同颜色区分,每一条弦表示不同底物/同一底物不同位点与激酶的一一对应关系,弦的颜色与激酶颜色相一致,该分析可以直观清晰地呈现出复杂的激酶-底物调控作用。

(DP40000)超高深度DIA·磷酸化修饰组重装升级!激酶分析助力提升文章深度,让医学科研更轻松3.激酶-底物关系和弦图    

   

3.激酶活性预测分析

      底物磷酸化表达水平变化是受到上游激酶活性的调控,在这里,我们使用一种激酶底物富集分析(KSEA)的计算方法,系统推断了DP40000磷酸化修饰组项目的激酶途径活性。如图4所示,z-score0,表示激酶处于激活状态,反之处于抑制状态,并且分数越高表示活性越高,显著性p-value0.05的激酶被标为红色和蓝色。结合KEGG通路富集与激酶活性结果,有助于我们了解不同比较组的信号通路失调及其相关激酶功能作用。

(DP40000)超高深度DIA·磷酸化修饰组重装升级!激酶分析助力提升文章深度,让医学科研更轻松4.激酶活性预测得分图    

   

4.激酶-底物调控网络

      根据激酶(Kinase.Gene)、激酶活性(z.score)、底物(Substrate.Gene)、底物磷酸化水平变化(log2FC)之间的调控关系和表达情况,我们针对每一个比较组,筛选出显著激活/抑制的激酶与显著差异的上调/下调磷酸化位点,然后基于Cytoscape构建互作调控网络,对复杂关系进行可视化,有助于后续关键激酶节点的发掘与验证。(DP40000)超高深度DIA·磷酸化修饰组重装升级!激酶分析助力提升文章深度,让医学科研更轻松   2. Cytoscape input文件 

   

5.激酶树注释

      激酶已成为当前药理学研究中最热门的靶点之一,是治疗多种疾病的理想药物靶点,如炎症性疾病、中枢神经系统(CNS)疾病、心血管疾病和糖尿病并发症等,尤其是针对癌症。为助力各位科研工作者了解激酶结构特征、激酶疾病关联以及发掘潜在新药靶点,我们将提供以下三种激酶进化树分析。


  • 激酶树注释

      如图5所示,将DP40000项目富集得到的目标激酶(红点)注释到激酶进化树上,并在树中显示出激酶类别(不同颜色分支)以及与该疾病相关的激酶(绿点),树中的关系可在一定程度上对非典型激酶的蛋白底物和生物功能进行预测。

(DP40000)超高深度DIA·磷酸化修饰组重装升级!激酶分析助力提升文章深度,让医学科研更轻松  5.激酶树注释  


除了激酶树,我们还可以提供另外两种形式,分别为激酶circos图和激酶网络图,满足各位科研工作者的不同需求。


  • 激酶circos图注释

(DP40000)超高深度DIA·磷酸化修饰组重装升级!激酶分析助力提升文章深度,让医学科研更轻松    6.激酶circos图注释


  • 激酶网络图注释

(DP40000)超高深度DIA·磷酸化修饰组重装升级!激酶分析助力提升文章深度,让医学科研更轻松7.激酶网络图注释    

  

更多精彩,敬请期待!



 

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(DP40000)超高深度DIA·磷酸化修饰组重装升级!激酶分析助力提升文章深度,让医学科研更轻松(相关直播预告)超高深度DIA·磷酸化修饰组生信分析全面升级

时间: 2022.12.22 周四 上午10:30 

主题: 激酶底物富集分析及可视化方法介绍 

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