Wu Enhui, Qiao Liang*
Matagaluega o Kemisi, Iunivesite o Fudan, Shanghai 200433, Saina
O meaola ninii e vavalalata vavalalata ma faʻamaʻi ma le soifua maloloina o tagata. O le fa'afefea ona malamalama i le tu'ufa'atasiga o nu'u microbial ma a latou galuega o se mataupu tele e mana'omia le su'esu'eina fa'anatinati. I tausaga talu ai nei, ua avea metaproteomics ma auala faʻapitoa taua e suʻesuʻe ai le tuʻufaʻatasia ma le gaioiga o microorganisms. Ae ui i lea, ona o le lavelave ma le maualuga o faʻataʻitaʻiga o microbial community samples, faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga, tele spectrometry faʻamaumauga maua ma suʻesuʻega faʻamaumauga ua avea ma luʻitau tetele e tolu o loʻo feagai nei ma metaproteomics. I suʻesuʻega metaproteomics, e masani ona manaʻomia le faʻamalieina o le togafitiga o ituaiga eseese o faʻataʻitaʻiga ma faʻaaogaina eseese microbial separation, faʻatamaoaigaina, faʻapipiʻiina ma lysis schemes. E tutusa ma le proteome o se ituaiga e tasi, o le tele o spectrometry faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga auala i metaproteomics e aofia ai faʻamaumauga-faʻalagolago i le mauaina (DDA) mode ma faʻamaumauga tutoʻatasi acquisition (DIA) mode. O le fa'aogaina o fa'amaumauga a le DIA e mafai ona aoina atoa fa'amatalaga peptide o le fa'ata'ita'iga ma e tele le atina'e. Ae ui i lea, ona o le lavelave o faʻataʻitaʻiga metaproteome, o lana suʻesuʻega faʻamaumauga a le DIA ua avea ma faʻafitauli tele e faʻalavelaveina ai le loloto o le faʻaogaina o metaproteomics. I tulaga o suʻesuʻega faʻamaumauga, o le laasaga pito sili ona taua o le fausiaina o se faʻamaumauga faʻasologa o porotini. O le tele ma le atoatoa o le faʻamaumauga e le gata ina i ai se aafiaga tele i le numera o faʻamatalaga, ae e aʻafia ai foʻi le auʻiliʻiliga i ituaiga ma tulaga o galuega. I le taimi nei, o le tulaga auro mo le fausiaina o se metaproteome database o se faʻamaumauga faʻasologa o porotini e faʻavae i luga o le metagenome. I le taimi lava e tasi, o le faʻaogaina o faʻamaumauga a tagata lautele e faʻavae i luga o suʻesuʻega faʻasolosolo ua faʻamaonia foi e malosi lona aoga. Mai le va'aiga o ta'iala fa'apitoa su'esu'ega o fa'amaumauga, o metotia fa'amaumauga a le DIA e fa'atotonu i le peptide o lo'o nofoia se tulaga fa'apitoa. Faatasi ai ma le atinaʻeina o le loloto o le aʻoaʻoina ma le atamai faʻapitoa, o le a matua faʻalauiloaina le saʻo, faʻasalalau ma auiliiliga saoasaoa o suʻesuʻega faʻamatalaga macroproteomic. E tusa ai ma suʻesuʻega bioinformatics i lalo, o se faasologa o meafaigaluega faʻamatalaga ua atiaʻe i tausaga talu ai nei, lea e mafai ona faia faʻamatalaga ituaiga i le protein level, peptide level ma le gene level e maua ai le tuufaatasiga o microbial community. Pe a faʻatusatusa i isi metotia omics, o le suʻesuʻeina o galuega ole microbial community o se uiga tulaga ese o macroproteomics. Macroproteomics ua avea ma se vaega taua o le tele-omics auiliiliga o microbial community, ma o loʻo i ai pea le tele o le atinaʻeina i tulaga o le loloto o le inisiua, iloagofie, ma le atoatoa o auiliiliga o faʻamaumauga.
01 Fa'ata'ita'iga mua'i togafiti
I le taimi nei, metaproteomics tekinolosi ua faʻaaogaina lautele i suʻesuʻega o microbiome tagata, eleele, meaʻai, vasa, sludge galue ma isi fanua. Pe a fa'atusatusa i le su'esu'ega proteome o se ituaiga e tasi, o le fa'ata'ita'iga muamua o le metaproteome o fa'ata'ita'iga lavelave e feagai ma le tele o lu'itau. O le microbial composition i faʻataʻitaʻiga moni e lavelave, o le tele o le tele o le tele o le tele, o le fausaga puipui puipui o ituaiga eseese o meaola ninii e matua ese lava, ma o faʻataʻitaʻiga e masani ona aofia ai le tele o polotini talimalo ma isi mea leaga. O le mea lea, i le suʻesuʻeina o metaproteome, e masani ona manaʻomia le faʻamalieina o ituaiga eseese o faʻataʻitaʻiga ma faʻaaogaina le vavaeeseina o microbial, faʻatamaoaigaina, faʻapipiʻiina ma lysis schemes.
O le aveeseina o microbial metaproteomes mai faʻataʻitaʻiga eseese e iai ni mea e tutusa ai faʻapea foʻi ma nisi o eseesega, ae o le taimi nei o loʻo i ai le le lava o se faʻagasologa muamua o le faʻagasologa mo ituaiga eseese o metaproteome samples.
02Mass spectrometry le mauaina o fa'amaumauga
I le su'esu'ega proteome fana, o le paluga peptide pe a mae'a fa'ata'ita'iga e muamua tu'ueseeseina i le koluma chromatographic, ona ulufale atu lea i le spectrometer tele mo le mauaina o fa'amaumauga pe a uma le ionization. E tutusa ma su'esu'ega proteome ituaiga ta'itasi, o auala e maua ai fa'amaumauga o fa'amatalaga mata'utia i le su'esu'ega macroproteome e aofia ai le DDA mode ma le DIA mode.
Faatasi ai ma le faʻaauau pea o le faʻaogaina ma le faʻafouina o meafaifaʻaili faʻataʻitaʻiga, o meafaifaʻaili faʻataʻitaʻiga e maualuga atu le maʻaleʻale ma le fofo o loʻo faʻaogaina i le metaproteome, ma o le loloto o le ufiufi o suʻesuʻega metaproteome o loʻo faʻaauau pea ona faʻaleleia. Mo se taimi umi, o se fa'asologa o meafaigāluega fa'ata'ita'iga tele fa'auluuluga e Orbitrap ua fa'aaogaina lautele i metaproteome.
Laulau 1 o le uluai tusitusiga o loʻo faʻaalia ai nisi o suʻesuʻega faʻatusa i metaproteomics mai le 2011 e oʻo mai i le taimi nei e tusa ai ma le ituaiga faʻataʻitaʻiga, fuafuaga faʻataʻitaʻiga, masini spectrometry masini, auala e maua ai, suʻesuʻega polokalama, ma numera o faʻamatalaga.
03Su'esu'ega o fa'amaumauga o le spectrometry
3.1 Ta'iala su'esu'e fa'amaumauga a le DDA
3.1.1 Su'esu'ega Fa'amaumauga
3.1.2o le foufuafuaga fa'asologa
3.2 Taiala su'esu'e fa'amaumauga a le DIA
04 Fa'avasegaga o ituaiga ma fa'amatalaga galuega
O le tu'ufa'atasiga o nu'u fa'api'opi'o i tulaga fa'aletupe eseese o se tasi lea o vaega autu o su'esu'ega i su'esu'ega microbiome. I tausaga talu ai nei, o se faasologa o meafaigaluega faʻamatalaga ua atiaʻe e faʻamaonia ai ituaiga i le protein level, peptide level, ma le gene level e maua ai le tuufaatasiga o microbial community.
O le ute o fa'amatalaga fa'atino o le fa'atusatusaina lea o le fa'asologa o porotini fa'atatau ma le fa'amaumauga o le fa'asologa o porotini galue. O le fa'aaogaina o fa'amaumauga o galuega fa'atupu e pei ole GO, COG, KEGG, eggNOG, ma isi, e mafai ona fa'atino su'esu'ega fa'amatalaga fa'atino eseese i polotini e iloa e macroproteomes. Mea faigaluega faʻamatalaga e aofia ai Blast2GO, DAVID, KOBAS, ma isi.
05 Aotelega ma Vaaiga
O meaola ninii e iai sona sao taua i le soifua maloloina o tagata ma faʻamaʻi. I tausaga talu ai nei, ua avea metaproteomics ma auala faʻapitoa taua e suʻesuʻe ai le galuega a microbial community. O le faʻataʻitaʻiga o metaproteomics e tutusa ma le tasi-species proteomics, ae ona o le lavelave o le mea suʻesuʻe o metaproteomics, e manaʻomia ona faʻaaogaina ni taʻiala faʻapitoa suʻesuʻega i laasaga taʻitasi, mai le faʻataʻitaʻiga muamua, mauaina o faʻamatalaga i le auiliiliga o faʻamaumauga. I le taimi nei, faʻafetai i le faʻaleleia atili o metotia faʻataʻitaʻiga, o le faʻaauau pea o le faʻafouina o le tele o tekinolosi spectrometry ma le televave o le atinaʻeina o bioinformatics, metaproteomics ua matua alualu i luma i le loloto o faʻamatalaga ma le faʻaogaina o le lautele.
I le faagasologa o le muaʻi togafitiga o faʻataʻitaʻiga macroproteome, e tatau ona mafaufau muamua le natura o le faʻataʻitaʻiga. E fa'afefea ona tu'u'ese'ese microorganisms mai sela o le si'osi'omaga ma polotini o se tasi lea o lu'itau autu o lo'o feagai ma macroproteomes, ma o le paleni i le va o le vaeluaga lelei ma microbial leiloa o se fa'afitauli fa'anatinati e foia. Lona lua, e tatau ona amanaʻia e le polotini o meaola ninii le eseesega e mafua mai i le eseesega o le fausaga o siama eseese. O fa'ata'ita'iga Macroproteome i le va'aiga o lo'o mana'omia fo'i ni metotia fa'apitoa a'o le'i togafitia.
E tusa ai ma meafaifa'aili fa'apitoa, o meafaigāluega fa'ata'ita'iga fa'apitoa ua fa'asolo mai i fa'ata'ita'iga tele e fa'avae i luga ole Orbitrap mass analyzers e pei ole LTQ-Orbitrap ma Q Exactive ile tele spectrometers e fa'atatau ile ion mobility fa'atasi taimi-of-flight mass analyzers e pei ole timsTOF Pro. . O le timsTOF fa'asologa o meafaifa'aili fa'atasi ai ma fa'amatalaga o le tele o le gaioioiga e maualuga le sa'o o le su'esu'eina, maualalo le fa'atapula'aina o le iloa, ma lelei le toe fai. Ua faasolosolo malie ona avea ma meafaigaluega taua i le tele o suʻesuʻega matāʻupu e manaʻomia ai le tele o spectrometry suʻesuʻeina, e pei o le proteome, metaproteome, ma metabolome o se ituaiga e tasi. E taua le maitauina mo se taimi umi, o le malosi o le tele o meafaifaʻaili spectrometry ua faʻatapulaʻaina le loloto o le faʻaogaina o le porotini o suʻesuʻega metaproteome. I le lumanaʻi, o meafaifaʻaili faʻataʻitaʻiga tele ma le tele o le malosi e mafai ona faʻaleleia ai le lagona ma le saʻo o le faʻamaoniaina o porotini i metaproteomes.
Mo le mauaina o faʻamatalaga faʻamatalaga faʻapitoa, e ui lava o le faʻaogaina o faʻamaumauga a le DIA ua faʻaaogaina lautele i le puipuiga o se ituaiga e tasi, o le tele o suʻesuʻega o le macroproteome o loʻo i ai nei o loʻo faʻaogaina pea le DDA data acquisition mode. O le faʻaogaina o faʻamaumauga a le DIA e mafai ona maua atoatoa le faʻamatalaga o le ion o le faʻataʻitaʻiga, ma faʻatusatusa i le faʻaogaina o faʻamatalaga DDA, o loʻo i ai le gafatia e maua atoatoa ai faʻamatalaga peptide o le faʻataʻitaʻiga macroproteome. Ae ui i lea, ona o le maualuga o le lavelave o faʻamaumauga a le DIA, o le suʻesuʻeina o faʻamaumauga o le macroproteome DIA o loʻo feagai pea ma faigata tele. O le atinaʻeina o le atamai faʻapitoa ma aʻoaʻoga loloto e faʻamoemoe e faʻaleleia le saʻo ma le atoatoa o suʻesuʻega faʻamaumauga a le DIA.
I le suʻesuʻeina o faʻamatalaga o metaproteomics, o se tasi o laasaga autu o le fausiaina o faʻamaumauga faʻasologa o porotini. Mo nofoaga su'esu'e ta'uta'ua e pei ole fuga ole intestinal, e mafai ona fa'aogaina fa'amaumauga ole microbial intestinal e pei ole IGC ma le HMP, ma ua maua ai fa'ai'uga lelei. Mo le tele o isi su'esu'ega metaproteomics, o le ta'iala sili ona lelei o le fausiaina o fa'amaumauga o lo'o fa'avaeina pea se fa'ata'ita'iga-fa'apitoa fa'asologa o fa'amaumauga o porotini e fa'atatau i fa'amaumauga fa'asologa o metagenomic. Mo faʻataʻitaʻiga microbial community faʻatasi ai ma le lavelave maualuga ma le tele o le malosi, e manaʻomia le faʻalauteleina o le loloto o le faʻasologa e faʻateleina ai le faʻamaoniaina o ituaiga e maualalo le tele, ma faʻaleleia atili ai le faʻaogaina o le faʻasologa o faʻamaumauga o le protein. Pe a leai se fa'asologa o fa'amaumauga, e mafai ona fa'aogaina se metotia su'esu'e e fa'amalieina ai le fa'amaumauga a tagata lautele. Ae ui i lea, ole su'esu'ega fa'ata'ita'i e ono a'afia ai le fa'atonuga lelei ole FDR, o lea e mana'omia ai ona siaki lelei fa'ai'uga o su'esu'ega. E le gata i lea, o le faʻaogaina o faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga masani a le FDR i suʻesuʻega metaproteomics e aoga pea le suʻesuʻeina. I tulaga o suʻesuʻega taʻiala, o le hybrid spectral library strategy e mafai ona faʻaleleia atili le loloto o le faʻasalalauga o DIA metaproteomics. I tausaga talu ai nei, o le faletusi vaʻaia vaʻaia na faʻavaeina i luga o aʻoaʻoga loloto ua faʻaalia ai le maualuga o le faʻatinoga i DIA proteomics. Ae ui i lea, o faʻamaumauga metaproteome e masani ona aofia ai le faitau miliona o faʻamaumauga o porotini, lea e maua ai le tele o faletusi vaʻaia vaʻaia, faʻaaogaina le tele o punaoa tau komepiuta, ma maua ai se avanoa tele suʻesuʻe. E le gata i lea, o le tutusa i le va o le protein sequences i metaproteomes e matua ese lava, e faigata ai ona faʻamautinoa le saʻo o le faʻataʻitaʻiga vaʻaiga faletusi spectral, o lea e leʻi faʻaaogaina lautele faletusi faʻapitoa i metaproteomics. E le gata i lea, e mana'omia le fa'atupuina o fa'ata'ita'iga o fa'amatalaga fou ma fa'avasegaga e fa'aoga i su'esu'ega metaproteomics o polotini fa'asolosolo-tutusa tutusa.
I le aotelega, i le avea ai ma se tekinolosi suʻesuʻega microbiome ua faʻatupuina, metaproteomics tekinolosi ua ausia taunuʻuga taua suʻesuʻega ma e tele foʻi le atinaʻe gafatia.
Taimi meli: Aukuso-30-2024