【技术实现步骤摘要】
本公开涉及生物信息分析的，具体地，本公开涉及一种基于多级质谱技术鉴定糖链混合物的方法。
技术介绍
0、技术背景
1、糖基化修饰广泛存在于自然界，是蛋白质翻译后修饰中较为重要的一种，大部分的功能蛋白以及多种血浆蛋白质、酶、激素、抗体等都具有糖基化修饰，超过半数的蛋白质在翻译后修饰过程中出现糖基化现象。糖蛋白及其糖基化修饰的研究收到广泛关注，特别是蛋白功能和细胞生理领域。研究表明，蛋白质糖基化修饰与多种疾病的发生发展密切相关，例如癌症、肝病、肾病、炎症、感染、过敏和自身免疫病等，许多疾病诊断标志物及治疗的靶标都是糖蛋白，例如前列腺癌中的前列腺特异性抗原(psa)、乳腺癌中的促生长蛋白(her2/neu)、卵巢癌中的肿瘤抗原(ca125)，以及肝癌中的甲胎蛋白(afp)等。美国食品药品监督管理局(fda)已批准并用于临床诊断监控的二十几种蛋白质肿瘤标记物绝大部分都有糖基化修饰。作为系统生物学与转化医学交叉学科的前沿，近年来糖蛋白及其糖基化修饰的研究在临床医学方面具有较高的实际应用潜力。
2、糖蛋白上的糖链多为寡糖(<30个单糖)，根据与多肽结合的方式分为o连接的糖基化糖链和n连接的糖基化糖链。与蛋白质的链状氨基酸骨架不同，糖链的结构较为复杂。组成糖链的单糖种类有十几种，常见的有葡萄糖、乙酰葡萄糖胺、甘露糖、半乳糖、乙酰半乳糖胺、岩藻糖、n-乙酰基神经氨酸和阿拉伯糖等。这些单糖之间通过糖苷键连接在一起，并呈现出树形的分支结构。因此，糖链的精细结构信息应包括单糖组成、分支和连接位点等信息。
3、糖
4、目前，在进行糖链结构鉴定主要采用方法的是质谱技术，质谱技术的灵敏度较高，在扫描过程中产生的碎片离子可以提供丰富的糖链结构信息。实际生物样品中的糖链大多以混合糖链同分异构体的形式存在，在质谱扫描过程中，糖链同分异构体会共同解离会产生来自于多个糖链异构体的混合谱图，给质谱数据解析和糖链结构的鉴定带来了很大的挑战性，目前质谱数据解析糖链结构的方法都是针对单一糖链的情况，难以用于混合糖链异构体的精准鉴定。在糖链结构分析中，一级质谱只能测得糖链或被衍生的糖链分子量大小，若要利用质谱技术分析糖链的结构就必须用多级质谱(msn)技术。然而多级质谱谱图数量多，信息量大，谱图的处理过程极其繁复，往往需要花费大量时间处理谱图，才能鉴定出糖链的结构，糖链多级质谱谱图分析和糖链结构解析存在困难，也成为实现高通量分析鉴定的障碍。
5、在分析细胞、组织、蛋白和糖脂的糖链时，往往采用快速呈现样品中存在糖链的糖谱分析法，糖谱分析可以获得样品中糖链的组成信息和糖链的相对含量，但是对于具有相同分子量的多个糖链同分异构体，糖谱分析结果往往给出模糊的结构代表图，例如利用大括号的形式表示某些不确定的结构分支。糖链精确结构的确定还需要依赖对糖链生物合成过程的分析以及经验积累，适用性不高，难以解决具有多个单糖的长链分析。
技术实现思路
1、有鉴于此，本公开提供了一种基于多级质谱技术鉴定糖链混合物的方法，以至少部分解决上述技术问题。
2、为了实现上述目的，本公开提供的基于多级质谱技术鉴定糖链混合物的方法，包括以下步骤：
3、根据糖链混合物的一级实验谱，确定与一级实验谱中母离子峰对应的多个候选糖链分支结构；
4、根据多个候选糖链分支结构，通过排列组合方法生成多种候选糖链组合；
5、对每一种候选糖链组合内所有候选糖链分支结构的二级以上理论谱进行加和，得到每一种候选糖链组合的二级以上理论谱；
6、根据每一种候选糖链组合的二级以上理论谱和糖链混合物的二级以上实验谱的相似度，确定糖链混合物中最可能存在的目标糖链组合。
7、根据本公开的实施例，其中，其中，根据糖链混合物的一级实验谱，确定与一级实验谱中母离子峰对应的多个候选糖链分支结构包括：
8、根据糖链混合物的一级实验谱，得到一级实验谱中母离子峰表征的糖链混合物的分子质量；
9、根据糖链混合物的分子质量，通过谱库检索得到多个糖链候选结构；
10、根据糖链精细结构对多个糖链候选结构进行分类，得到多个候选糖链分支结构。
11、根据本公开的实施例，其中，根据每一种候选糖链组合的二级以上理论谱和糖链混合物的二级以上实验谱的相似度，确定糖链混合物中最可能存在的目标糖链组合包括：
12、根据每一种候选糖链组合的二级以上理论谱和糖链混合物的二级以上实验谱的共同的质谱峰，计算每一种候选糖链组合的相似度；
13、将相似度的最高值对应的候选糖链组合确定为糖链混合物中最可能存在的目标糖链组合。
14、根据本公开的实施例，每一种候选糖链组合的相似度通过以下公式计算：
15、
16、其中，为每一种候选糖链组合的相似度，表示二级理论谱s2与二级实验谱共同的质谱峰p，ip为质谱峰p的相对强度，为由二级理论谱s2的第k个碎片峰产生的三级理论谱与三级实验谱共同的质谱峰，m为三级理论谱数量，n为每一种候选糖链组合中候选糖链分支结构的数量，α和β是权重。
17、根据本公开的实施例，该方法还包括：针对每一种候选糖链组合，对每一种候选糖链分支结构的多级质谱进行模拟，得到每一种候选糖链分支结构的二级以上模拟谱；
18、选择每一种候选糖链分支结构的二级以上模拟谱的与实验谱共同的质谱峰，组成每一种候选糖链分支结构的二级以上理论谱。
19、根据本公开的实施例，糖链混合物的二级以上实验谱中每一级实验谱是以上一级实验谱中相对强度大于等于预设阈值的碎片离子作为母离子进行质谱扫描得到。
20、根据本公开的实施例，在目标糖链组合的数量为2种以上的情况下，方法还包括：
21、从糖链混合物的每一级实验谱的相对强度小于预设阈值的碎片离子中，筛选出区分能力满足预设条件的碎片离子，以作为母离本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多级质谱技术鉴定糖链混合物的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述糖链混合物的一级实验谱，确定与所述一级实验谱中母离子峰对应的多个候选糖链分支结构包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述每一种候选糖链组合的二级以上理论谱和所述糖链混合物的二级以上实验谱的相似度，确定所述糖链混合物中最可能存在的目标糖链组合包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述每一种候选糖链组合的相似度通过以下公式计算：
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
6.根据权利要求1或5所述的方法，其中，所述糖链混合物的二级以上实验谱中每一级实验谱是以上一级实验谱中相对强度大于等于预设阈值的碎片离子作为母离子进行质谱扫描得到。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述目标糖链组合的数量为2种以上的情况下，所述方法还包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其中，从所述糖链混合物的每一级实验谱的相对强度小于所述预设阈值的碎片离子中，筛选出区分能力满足预设条件的碎片离子，以作为
9.根据权利要求8所述的方法，其中，从所述糖链混合物的每一级实验谱的相对强度小于所述预设阈值的碎片离子中，筛选出区分能力满足预设条件的碎片离子，以作为母离子进行质谱扫描还包括：
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述可能性的计算方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于多级质谱技术鉴定糖链混合物的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述糖链混合物的一级实验谱，确定与所述一级实验谱中母离子峰对应的多个候选糖链分支结构包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述每一种候选糖链组合的二级以上理论谱和所述糖链混合物的二级以上实验谱的相似度，确定所述糖链混合物中最可能存在的目标糖链组合包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述每一种候选糖链组合的相似度通过以下公式计算：
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
6.根据权利要求1或5所述的方法，其中，所述糖链混合物的二级以上实验谱中每一级实验谱是...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄纯翠，孙世伟，侯梅洁，王辉，赵克力，卜东波，李岩，
申请(专利权)人：中国科学院生物物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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