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PEAKS Studio ——兼容DDA&DIA方法,探索蛋白质组的完整解决方案


相比基因组,蛋白质组是一个动态的概念,更容易受到环境因素的影响而发生动态变化。因此,蛋白质组的变化与疾病状态和细胞生理病理过程的关系更加密切。液相色谱质谱联用(LC-MS)技术是目前蛋白质组分析的主流技术。经典蛋白组学的质谱分析路线概括为:蛋白酶解及质谱检测。不同类型的质谱,分析能力各不相同。带有MS/MS碎裂功能的质谱能够通过记录一条多肽产生的一系列碎片离子,进而提供出结构信息。通常液相色谱与质谱联用(LC-MS),首先液相色谱将混合肽段进行分离,分离后的肽段离子化后,进入质谱仪,进行质荷比(m/z) 检测。质谱对肽段的检测通常包括一级 (MS)、二级 (MS/MS) 和三级质谱 (MS3) 检测等方式。

PEAKS是由加拿大BSI公司开发的基于bottom up技术路线的蛋白质组学质谱数据的一站式软件分析平台。其中行业标准的蛋白质从头测序de novo算法,广泛应用于蛋白质组学、抗体药物的研究。

能够完整地进行从数据转化到蛋白鉴定及定量,翻译后修饰及序列突变,最终进行结果验证、可视化以及报告的分析流程。


软件功能核心


•      多肽/蛋白鉴定

        de novo sequencing
        Database search
        PTM search
        Sequence variant and mutation search

        Spectral library search

•       复杂样品中的蛋白定量

        非标记定量Label free
        标记定量:TMTMS2MS3)/iTRAQSILAC18OICAT,用户自定义定量方法

        定量结果可以通过热图、相关性视图和提取离子色谱图(XICs)来可视化。

•       数据、谱图库和结果直观地可视化界面

        内容详尽且交互友好的图形用户界面(GUI)用于查看、筛选和验证结果
        谱图库查看器可以帮助用户在使用之前进行质控和验证谱图库
        计算结果的统计信息以图表的形式展现,以便用户对原始数据或者结果进行质控

        LC-MS/MS热图提供肽段特征峰、MS/MS谱图及其荷质比(m/z)的注释,保留时间(RT)、补偿电压(CV)、离子迁移率(1/ko)和信号强度的完整可视化。

•       仪器中立的最新质谱方法的解决方案

        支持离子淌度(ion mobility)质谱产生的蛋白质组学数据分析(timsTOF ProFAIMSHDMSe
        算法为每种仪器和碎片类型进行微调,以确保最佳的准确性和灵敏度 
        全面支持DDADIA数据的鉴定、定量分析



软件特点

•          清晰明了的project workflow
•          出色的分析结果可视化界面
•          高效的特征谱峰检测算法
•          自动的定量统计分析
•          PEAKS PTM模块去除可变修饰数目限制
•          PEKAS SPIDER模块寻找序列突变
•          突出的蛋白鉴定灵敏度和准确率

软件结果视图总览

PEAKS studio软件用于LC-MS/MS数据分析,以及根据实验设计的统计学分析。在基于MS/MS 谱图鉴定得到多肽之后,多肽序列的结果用于推断样品中蛋白的组成。

Feature view

PEAKS studio从X版本之后,是基于肽段特征峰(feature)进行分析的。在PEAKS鉴定结果中,特征谱峰列表列出了从LC-MS中检测到的所有多肽特征峰,以及通过数据库搜索或de novo sequencing得到的肽段鉴定信息。每一个feature都可链接到蛋白结果视图、质谱的二级谱视图以及LC-IMS/MS视图,便于结果的检查。



Thermo FAIMS DDA data analysed with PEAKS DB Search


Bruker timsTOF diaPASEF data analysed with PEAKS LIB Search


Protein view 

软件的蛋白结果视图中,可呈现复杂样品的蛋白谱。对于每一个蛋白,对鉴定到的多肽信息软件以覆盖率图表的形式直观地进行展示。对于在coverage视图中所有谱图匹配到的多肽均可相应地显示其谱图,并且在谱图对离子对进行自动注释。使用peak传统的de novo辅助数据库搜索的方法,用户可以很容易地看到蓝色的与理论序列数据库匹配的多肽序列,而灰色条表示de novo的序列标签可以关联到理论序列但不完全一致的结果。关于蛋白组数据的搜库方法详情,参见PEAKS DB Search部分。

Bruker timsTOF ddaPASEF data analysed with PEAKS DB Search


Peptide view

多肽视图提供所有鉴定到的多肽的列表,并且对于每条多肽也基于MS1对其相对丰度进行半定量的展示。对于修饰形式的多肽,以Ascore打分体系对修饰位点的置信度进行评估,关于修饰的详细信息参见PEAKS PTM模块。


The Quantification View

PEAKS Studio添加的定量模块PEAKS Q,PEAKS studio可以结合蛋白定性分析结果,对一组实验中的各个样品间,蛋白质的相对丰度差异进行定量和相应的统计学分析,以及定量结果的可视化展示。例如用统计学分析工具得到的两组间的高差异表达蛋白(如差异倍数>2FDR<0.01),并以热图格式显示。

Quantification view


软件算法


PEAKS Studio采用最新的PEAKS Xpro算法进行所有的分析,包括数据上传/优化,鉴定以及定量

A.基于特征峰检测的定性工作流能够提高鉴定灵敏度,并且使多肽鉴定效率达到最大化:

•          同时支持DDA和DIA两种不同的数据采集模式,提高了重现性。
•          整合了数据库搜索和de novo sequencing的方法,扩展了蛋白质组的分析深度。
•          解决嵌合谱图解谱问题,提高了多肽鉴定的效率。
 

 B. 快速、准确、易于使用的谱图库搜索流程

•          支持DIA,SWATH,diaPASEF,FAIMS-DIA谱图库搜索
•          谱图库编辑和查看器兼容PEAKS的谱图库,OpenMS,文本文件类型谱图库等第三方格式
•          对于谱图库搜索可以进行非标记或标记定量的后续分析


C.离子淌度蛋白质组学的定量分析中,通过ID transfer的方法实现缺失值最小化并确保准确度


关于de novo sequence算法能为你的研究带来什么优势,可以在产品模块de novo中了解详情。


产品功能模块

de novo sequencing PEAKS DB  PTM  SPIDER inChorus PEAKS Q


license 类型


用户可以根据实验室数据的产出量和分析需求购买不同的license。

Desktop——调用CPU的16个线程运行,最多可达16个核心
Workstation——调用CPU的32个线程运行,最多可达32个核心

运行配置

最低配置要求

支持Windows 32 bit或64 bit操作系统

Intel 四核处理器

Intel 16 GB RAM

Intel 安装路径至少1GB以上空间

推荐配置

Windows 64 bit操作系统,Win7以上

Intel Intel i7/i9/Xeon 16线程以上处理器

32 GB RAM 以上或 CPU核心数×2 GB

大容量硬盘有助保存分析产生数据


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