一個新的DDA和DIA的多肽組工作流-DeepNovo Peptidome

瀏覽次數(shù)：1180　發(fā)布日期：2023-10-25　來源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

基于質(zhì)譜的多肽組學(xué)已成為開發(fā)多肽疫苗和免疫療法的熱門方法。這一研究領(lǐng)域也導(dǎo)致了許多non-canonical多肽的發(fā)現(xiàn)，并改變了我們對基因組區(qū)域閱讀和翻譯的理解。在多肽組學(xué)中，將正確的氨基酸序列分配到MS/MS譜圖是至關(guān)重要的，因為每個殘基的位置和鑒定結(jié)果直接影響多肽-蛋白質(zhì)的相互作用，并確定它是否是進(jìn)一步完成下游分析的優(yōu)質(zhì)候選。隨著多肽組學(xué)分析和免疫肽組分析的普及，迫切需要有一個軟件工具以準(zhǔn)確和直觀的方式有效地處理這類數(shù)據(jù)。

在多肽組學(xué)數(shù)據(jù)的質(zhì)譜分析中，PEAKS軟件已成為首選的數(shù)據(jù)分析解決方案，作為PEAKS Studio 11和PEAKS Online 11的一部分，我們提供了一個新的DeepNovo Peptidome的肽組學(xué)專屬工作流程。

功能核心

01 在工作流中整合了de novo sequencing, 序列數(shù)據(jù)庫搜索, 以及同源搜索

02為多肽的de novo測序結(jié)果提供全局的FDR評估

03深度學(xué)習(xí)模型經(jīng)過了大規(guī)模HLA多肽數(shù)據(jù)集對保留時間、碎片離子和離子淌度預(yù)測等參數(shù)的訓(xùn)練

04考慮三大類翻譯后修飾，更準(zhǔn)確地預(yù)測修飾肽段的保留時間和MS2譜圖

以前，對于多肽的從頭測序結(jié)果，無法進(jìn)行FDR評估，因此通常用戶會選擇一個ALC的打分閾值來過濾低質(zhì)量的結(jié)果。而PEAKS創(chuàng)新性地通過將de novo序列添加到蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫并執(zhí)行第二輪數(shù)據(jù)庫搜索，估計FDR用于de novo肽以提高鑒定的準(zhǔn)確性。

DeepNovo多肽組工作流提供了多肽的完整鑒定列表，可以根據(jù)它們的鑒定方法進(jìn)行篩選：數(shù)據(jù)庫搜索，同源性搜索(具有突變的肽)，或來自于從頭測序的結(jié)果。結(jié)果總結(jié)頁面中，用戶通過統(tǒng)計圖評估來自不同鑒定來源肽的保留時間與預(yù)測保留時間的相關(guān)性。
通過在結(jié)果列表中選擇任意特定的肽，可以將每個譜圖中碎片離子的m/z和強度值與預(yù)測的譜圖進(jìn)行比較。對于離子淌度數(shù)據(jù)，也預(yù)測了每個多肽的碰撞橫截面積(CCS)的值。

DeepNovo Peptidome工作流中添加了一種新的結(jié)果過濾方法，稱為可信氨基酸百分比（confident amino acid percentage， CAA%)，允許用戶評估肽譜中，支持這條肽段匹配的碎片離子的信號強度值高于指定閾值的氨基酸百分比。這增加了肽序列驗證的可信度。最終的多肽列表可以直接輸出，用于下游分析，如結(jié)合親和力和免疫原性預(yù)測。

DeepNovo多肽組的PTM分析
DeepNovo Peptidome工作流程現(xiàn)在考慮了三種不同類別的修飾，以更準(zhǔn)確地預(yù)測修飾多肽的保留時間和MS2譜圖。這些類別包括標(biāo)準(zhǔn)PTM、同位素標(biāo)簽和人工標(biāo)記修飾(即TMT標(biāo)簽)。在LC-MS/MS分析之前，通常將同位素標(biāo)記的肽加入免疫肽組學(xué)樣品中，以驗證免疫多肽的鑒定。然而，氨基酸的同位素并不像大多數(shù)生物相關(guān)的PTMs或人工標(biāo)簽?zāi)菢佑绊戨牡谋Ａ魰r間。因此，DeepNovo Peptidome工作流程中的深度學(xué)習(xí)模型被訓(xùn)練來預(yù)測屬于這三種不同類別的肽的保留時間和MS2譜，以提高肽的評分和鑒定。

DeepNovo多肽組DIA數(shù)據(jù)分析（目前僅PEAKS Online可用）

升級后的PEAKS Online整體DIA數(shù)據(jù)分析工作流為DIA免疫肽組學(xué)提供了一種全新的策略，集成了不依賴譜圖庫的數(shù)據(jù)庫搜索和從頭測序方法[3]，獲得高可信度的肽段，并根據(jù)預(yù)測的多肽的物理化學(xué)性質(zhì)(包括碎片離子特征、保留時間和離子淌度等) 進(jìn)行重打分，最后報告出FDR。此外，位置置信度得分與每一條肽段關(guān)聯(lián)，以評估每個氨基酸的準(zhǔn)確性。該工作流提供了一個全新的計算途徑，以幫助我們在LC-MS/MS的DIA數(shù)據(jù)中鑒定由mRNA的非典型翻譯或基因組變異產(chǎn)生的免疫肽。

參考文獻(xiàn)

1. Tran NH, Qiao R, Xin L, Chen X, Liu C, Zhang X, Shan B, Ghodsi A, Li M. Deep learning enables de novo peptide sequencing from data-independent-acquisition mass spectrometry. Nature Methods. 16(1), 63-66. 20/12/2018.
2. Tran NH, Zhang X, Xin L, Shan B, Li M. De novo peptide sequencing by deep learning. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114(29). 18/7/2017.
3. Xin, L., Qiao, R., Chen, X. et al. A streamlined platform for analyzing tera-scale DDA and DIA mass spectrometry data enables highly sensitive immunopeptidomics. Nat Commun 13, 3108 (2022).https://doi.org/10.1038/s41467-022-30867-7

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