A Data Normalization Method of Thermal Proteome Profiling

doi:10.7503/cjcu20240286

Abstract

Abstract:

We developed a simple， cost-effective method with wide application for the accurate identification of small molecule target proteins， in which indexed retention time（iRT） peptides were adopted to be an internal standard for quantification normalization in label-free quantitative thermal proteome profiling（TPP） analysis. The iRT standard peptides were supplemented into the lysates of 293T cells treated by a well-characterized model drug methotrexate（MTX）. These peptides were quite stable during heating under different temperatures and it is reasonable to use them for quantification normalization. The results showed that iRT peptides used as an internal standard provided a good normalization effect on the global proteomes. Meanwhile， the melting curve of the target protein dihydrofolate reductase（DHFR） of MTX has been improved. This method provides an important experimental basis for the implementation and quantitative accuracy of label-free TPP techniques.

Key words: Label-free quantitative proteomics, Thermal proteome profiling, Indexed retention time, Data normalization

CLC Number:

O657

TrendMD:

ZHEN Xueyan, ZHOU Baojin, LIU Jingwen, REN Yan. A Data Normalization Method of Thermal Proteome Profiling[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(12): 20240286.

Figures/Tables 4

References 30

1	Schurmann M.， Janning P.， Ziegler S.， Waldmann H.， Cell Chem. Biol.， 2016， 23（4）， 435—441
2	Frantzi M.， Latosinska A.， Mischak H.， Proteom. Clin. Appl.， 2019， 13（2）， e1800087
3	Mateus A.， Maatta T. A， Savitski M. M.， Proteome Sci.， 2016， 15，13
4	Franken H.， Mathieson T.， Childs D.， Sweetman G. M， Werner T.， Tögel I.， Doce C.， Gade S.， Bantscheff M.， Drewes G.， Reinhard F. B.， Huber W.， Savitski M. M.， Nat. Protoc.， 2015， 10， 1567—1593
5	Le Sueur C.， Hammaren H. M， Sridharan S.， Savitski M. M.， Curr. Opin. Chem. Biol.， 2022， 71， 102225
6	Savitski M. M.， Reinhard F. B.， Franken H.， Werner T.， Savitski M. F.， Eberhard D.， Martinez Molina D.， Jafari R.， Dovega R. B.， Klaeger S.， Kuster B.， Nordlund P.， Bantscheff M.， Drewes G.， Science， 2014， 346， 1255784
7	Rozanova S.， Barkovits K.， Nikolov M.， Schmidt C.， Urlaub H.， Marcus K.， Methods Mol. Biol.， 2021， 2228， 85—116
8	Pappireddi N.， Martin L.， Wühr M.， Chembiochem， 2019， 20（10）， 1210—1224
9	Aebersold R.， Mann M.， Nature， 2003， 422（6928）， 198—207
10	Shuken S. R.， J. Proteome Res.， 2023， 22（7）， 2151—2171
11	Liu Y.， Chang C.， Zhu Y. P.， Chin. J. Biotechnol.， 2022， 38（3）， 961—975
	刘祎，常乘，朱云平. 生物工程学报， 2022， 38（3）， 961—975
12	Du Z. K.， Shao W.， Qin W. J.， Chinese J. Chromatography， 2021， 39（3）， 211—218
	杜卓锟，邵伟，春伟捷. 色谱. 2021， 39（3）， 211—218
13	Hollebrands B.， Hageman J. A.， van de Sande J. W.， Albada B.， Janssen H. G.， Anal. Bioanal. Chem.， 2023， 415（14）， 2715—2726
14	Perez J. J.， Chen C. Y.， Anal. Bioanal. Chem.， 2019， 411（19）， 4701—4708
15	Escher C.， Reiter L.， MacLean B.， Ossola R.， Herzog F.， Chilton J.， MacCoss M. J.， Rinner O.， Proteomics， 2012， 12（8）， 1111—1121
16	Chen K.， Li C.， Li B.， J. China Pharm. Univ.， 2021， 52（4）， 422—430
	陈可，李翠翠，李博. 中国药科大学学报， 2021， 52（4）， 422—430
17	Cui M.， Cheng C.， Zhang L.， Lab. Invest.， 2022， 102（11）， 1170—1181
18	Zhao T.， Tian J.， Wang X.， Hao Y.， Xu M.， Zhao Y.， Liu X.， Chen Y.， Jia C.， Anal. Chem.， 2022， 94（18）， 6809—6818
19	Mateus A.， Kurzawa N.， Becher I.， Sridharan S.， Helm D.， Stein F.， Typas A.， Savitski M. M.， Mol. Syst. Biol.， 2020， 16（3）， e9232
20	McCracken N. A.， Liu H.， Runnebohm A. M.， Wijeratne HRS.， Wijeratne A. B.， Staschke K. A.， Mosley A. L.， Mol. Cell Proteomics， 2023， 22（9）， 100630
21	Figueroa⁃Navedo A. M. ， Ivanov A. R.， Cell Rep Methods， 2024， 4（2）， 100717
22	Ruan C.， Ning W.， Liu Z.， Zhang X.， Fang Z.， Li Y.， Dang Y.， Xue Y.， Ye M.， ACS Chem. Biol.， 2022， 17（1）， 252—262
23	Miettinen T. P.， Peltier J.， Härtlova A.， Gierliński M.， Jansen V. M.， Trost M.， Björklund M.， EMBO J.， 2018， 37（10）， e98359
24	Zhao S.， Wang Z.， Lin Z.， Wei G.， Wen X.， Li S.， Yang X.， Zhang Q.， Jing C.， Dai Y.， Guo J.， He Y.， Angew. Chem. Int. Ed. Engl.， 2022， 61（36）， e202204139
25	Rana S.， Dranchak P.， Dahlin J. L.， Lamy L.， Li W.， Oliphant E.， Shrimp J. H.， Rajacharya G. H.， Tharakan R.， Holland D. O.， Whitten A. S.， Wilson K. M.， Singh P. K.， Durum S. K.， Tao D.， Rai G.， Inglese J.， Cell Chem. Biol.， 2024， 31（2）， 221—233
26	Gaetani M.， Sabatier P.， Saei A. A.， Beusch C. M.， Yang Z.， Lundström S. L.， Zubarev R. A.， J. Proteome Res.， 2019， 18（11）， 4027—4037
27	Molina D. M.， Jafari R.， Ignatushchenko M.， Seki T.， Larsson E. A.， Dan C.， Sreekumar L.， Cao Y.， Nordlund P.， Science， 2013， 341（6141）， 84—87
28	Zhang W.， Li X.， Zhang X.， Dong Y.， Hu L.， Anal. Methods， 2021， 13（3）， 411—418
29	Shi Z.， Ren Y.， Li S.， Hao P.， Rapid Commun. Mass Spectrom.， 2024， 38（1）， e9673
30	Tornberg E.， Meat Sci.， 2005， 70（3）， 493—508

[1]	LI Jiahui, ZHANG Jian, YAN Long, FENG Yun, ZHANG Jiali, LIU Yongxin, YANG Shaoming. Preparation and Detection Performance of Norfloxacin Imprinted Electrochemical Sensor [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(12): 20240322.
[2]	LI Shixuan, MENG Hua, YIN Xuehu, YI Jinfei, MA Lihong, ZHANG Yanli, WANG Hongbin, YANG Wenrong, PANG Pengfei. A Double-Chamber Enzymatic Biofuel Cells-based Self-powered Glucose Biosensor Based on Graphene/Gold Nanoparticles/Titanium Carbide Nanocomposite [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(12): 20240301.
[3]	LI Hongyu, ZHANG Hongxin. Novel Rare Earth Near-infrared Fluorescent Probes for in vivo Multiplexed Imaging [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(12): 20240181.
[4]	LIANG Fanfan, HAN Li, CAI Wensheng, SHAO Xueguang. Understanding the Water Structures in Antifreezing of DMSO Derivatives by Near-infrared Spectroscopy [J]. Chem. J. Chinese Universities, 0, (): 20240424.
[5]	BI Yingna, LIU Dingbin. Internal Standard Method-Based Surface-Enhanced Raman Spectroscopy for Quantitative Analysis [J]. Chem. J. Chinese Universities, 0, (): 20240457.
[6]	CAO Ting, SHU Weikang, WAN Jingjing. Plasmonic Composites Aid Semi-quantitative Analysis and Identification of Low-molecular-weight Metabolites by Mass Spectrometry [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(11): 20240325.
[7]	ZHANG Yihan, HUA Tianyu, HOU Shijiao, ZHANG Yangyang, YIN Dan, JI Xiangbo, ZHANG Yanhao, PEI Congcong, ZHANG Shusheng. Tip Fe₂O₃ Nanorods Driven High-performance Mass Spectrometry Analysis for Constructing Metabolic Fingerprint of PM_2.5-exposed Mice [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(11): 20240376.
[8]	ZHANG Lei, SHEN Huali. Quantitative Accuracy Evaluation of Mass Spectrometry Based Proteomics Methods Commonly Used in Biomarker Research [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(11): 20240311.
[9]	SHEN Fenglin, FENG Zhaoying, FANG Jing, ZHANG Lei, LIU Xiaohui, ZHOU Xinwen. New Technologies for Mass Spectrometry-based Single-cell Resolved Spatial Proteomics Research [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(11): 20240299.
[10]	HUO Zhiyuan, ZHOU Jinping, MA Xiumin, ZHOU Yan, HUANG Lin. Advances in Single-cell Multi-omics Analysis Based on Mass Spectrometry [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(11): 20240389.
[11]	XU Hongmei, WANG Liangchen, MIN Qianhao. Advances in MALDI MS Matrices for the Detection of Small Molecules [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(11): 20240285.
[12]	HUANG Yuying, YU Chengkun, LIU Siqi, REN Yan. Cell Map of Mouse Peripheral Blood Mononuclear Cells with a Label-free Single-cell Proteomics Method [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(11): 20240355.
[13]	LIU Siying, SU Wen, ZHOU Zhongyan, YANG Zhiyu, PEI Huafu, HE Zhiru, WANG Na, YUE Lei. Protein-Small Molecule Interaction Electrospray Ionization Mass Spectrometry Study of the Ubiquitin/Adenosine Triphoshate Couple over Temperature Variation [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(11): 20240382.
[14]	JIN Ying, ZHANG Junjie, ZHANG Yixin, YUAN Yue, HAN Zhenzhen. Research Progress in Exosome Isolation and Proteomics Analysis [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(11): 20240305.
[15]	HU Yuhong, YU Xiangming, SONG Lili, XING Qinghe, ZHOU Feng. Dynamic Proteome Profiling of Neonatal Hair Shaft Using DEEP SEQ Method [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(11): 20240326.