GPMAW

适用于 Windows 的通用蛋白质/质量分析

GPMAW 程序主要用作蛋白质和肽质谱分析的工具。然而，还包括许多其他生物信息学工具，因此该程序的使用远远超出了简单的质量分析。

该程序在自 Windows 2000 以来的所有 32 位版本的 Windows（即 2000、XP、Vista、Win7）上运行。它也将在当前的 64 位版本上运行，但尚未在此平台上进行彻底测试。它也可以在带有 Windows 模拟器的 Mac 系统上运行，但不能保证完全兼容。

除了毫秒/毫秒搜索外，该程序不需要强大的处理器或快速硬盘，但可以在任何系统上运行。运行 ms/ms 搜索您需要一个具有 SVGA+ 分辨率的屏幕，否则，您甚至可以在上网本上运行它。

程序内容：

GPMAW 的文档在帮助部分提供，手册可在此处下载。

介绍也可作为“傻瓜指南”提供。

序列处理：通过在 Entrez 和本地数据库（FastA 格式和 Swiss-Prot）中直接搜索数据库，从多种不同格式导入序列。序列可以保存在本地文件（数据库）中以供将来参考。

在序列窗口中，可以执行大量作。序列可以以 FastA 格式导出（单独或一次导出所有序列），以便于传输到其他程序。

质量分析：蛋白质可以通过自动方法（例如用于定义酶作用的灵活命名法）或手动切割。肽显示有许多参数（各种质量值 - 单、平均、电荷 - Bull&Breese 指数、HPLC 指数、pI、电荷），并且可以进一步处理（例如交联、新裂解）。

肽质量数搜索可以在任何本地数据库上以 FastA 格式执行。

生物信息学：可显示多种图表，疏水性、点阵图、二级结构预测。BLAST 搜索可以在本地数据库上执行。使用 ClustalW 进行多重对齐。

CustalW 可执行文件现在是 GPMAw 包的一部分，但在以前的版本上，您必须自己安装。在这里阅读。

有关更多详细信息，请参阅以下内容：

序列窗口

序列窗口是 GPMAW 的中心窗口，也是序列的默认视图。您可以从这里调用大多数其他与序列相关的功能（通过菜单、工具栏或弹出菜单）。

显示屏可以配置为多种方式：

1 个或 3 个字母显示
平均质量/单同位素质量
固定残基宽度
带有序列信息的侧边栏
显示二硫键、修饰残基等

通过高亮显示部分序列，您可以轻松获得给定肽段的质量。为了方便浏览，您可以为特定残基着色（提供三种不同颜色和下划线）。
大多数设置都可以在系统设置框中轻松预设。

序列窗口构成父窗口，由此可以创建大量子窗口：

肽窗口、
Ms/ms窗口
- 质谱搜索、组成搜索
- 图表：疏水性、二级结构、电荷与pH值关系图、散点图、α螺旋轮。

肽窗口

肽段窗口通常通过自动酶切指令从序列窗口中调用。然而，也有其他方法，例如手动或半自动酶切。

肽窗口列出了由给定蛋白质生成的所有肽，以及大量（>20）物理化学参数，例如

电荷 - 单电荷/多电荷/负电荷/正电荷
肽编号
位置
HPLC 指数
理论 pI
Bull & Breese 指数
序列 - 1/3 个字母等

肽段可以进行部分切割（图中蓝色上标所示）、末端修饰、残基修饰（部分修饰也得到有限支持）。序列窗口中用于识别的特定残基也会显示在此页面上。

用户可以配置显示的具体参数。

点击列标题即可对任意列进行排序。再次点击则会反转排序顺序。

通过工具栏和/或弹出菜单（右键单击），您可以访问与消化物相关的其他功能（如模拟 HPLC 反相色谱图）或与当前选定的肽段相关的其他功能（ms/ms 裂解、肽段信息、电荷与 pH 值图）。

用户定义的 pI 值

从 GPMAW 的 6.20 版本开始，用户可以为修饰定义 pKa 值，从 6.21 版本开始，也可以在常规质量表中定义 pKa 值。

那么，GPMAW 是如何使用这些 pKa 值的呢？对于修饰而言，这很简单，因为只要在序列中定义了 pKa 值（即只要残基被相关修饰修饰），pKa 值就会被纳入 pI 和电荷的计算中。

但是，对于批量文件，您必须明确指示 GPMAW 使用用户自定义表，因为 GPMAW 可以使用四个不同的表。要切换这些表，请进入系统设置，在对话框的第一页上，您会找到以下选项：

第一和第三个数值取自文献（参考文献见在线帮助和手册）。第二个选项基于游离氨基酸残基的数值。第四个也是最后一个选项基于当前所选质谱文件中的定义，必须勾选才能使用这些数值。

这些值用于哪些方面？

蛋白质和肽段的等电点 (pI) 值分别在其各自的信息对话框中计算（在蛋白质或肽段窗口中，选择“蛋白质/肽段信息”）。
如果选择了列选项，则在肽段窗口中也会计算 pI 值。
模拟二维凝胶电泳会用到 pI 值计算。
在 DigestAlyzer 中，您可以选择 pI 作为其中一个轴的选项。
在报告电荷时，例如在肽段窗口中。
电荷与 pH 值关系图，无论是从蛋白质窗口还是肽段窗口调用，都会用到 pI 值。

当前局限性：

如果带电残基发生修饰，原始 pKa 值仍会作为总 pI/电荷的一部分进行计算。如果将非带电残基替换为带电残基并指定 pKa 值，则计算结果“正确”。
如果末端残基发生修饰，它仍然会对 pI/电荷产生影响。

指定 pKa 值。

处理标记的残留物

定义重标记残基。

在GPMAW中处理同位素，例如重标记氨基酸残基，相当简单。但是，为了使其顺利运行，需要进行一些准备工作。
接下来，我们希望能够快速地从标准质量呈现方式切换到所有赖氨酸残基都被重标记赖氨酸取代的情况，即用¹³C 取代¹²C，用¹⁴N取代¹⁵N。

首先，我们需要在原子表中定义“新”原子。打开Edit | Edit mass 对话框，然后选择“Atomic weights”选项卡。

移至表格底部，输入 13C 和 15N 的名称和质量值。请记住，原子名称只能是两个字符，并且必须与表格中所有其他原子的名称都不同。

选择OK并重新打开“Edit | Edit mass file”，现在位于第一个“质谱文件”选项卡上。
按照下图所示编辑赖氨酸和精氨酸的组成（例如，将赖氨酸从 C6H12N2O2 编辑为 Cx6H12Nx2O2）。

现在选择“Save as”，输入质量表的新名称，例如“HeavyLysArg”，然后选择OK。现在您可以在下拉质量文件选择器中找到新的质量文件。

如果您快速检查一下当前打开的序列，您会发现有一个新的质量计算：

将质量文件从 aa_mass 更改为 HeavyLysArg 会使蛋白质的平均质量从 46763 Da 变为 46971 Da，反映出重原子的质量增加。

如果您只想比较轻肽和重肽的质量值，您可以获取肽列表以便轻松显示它们，请点击此处查看。

如果您已经使用肽质量指纹识别识别了一种蛋白质 - 如何使用 GPMAW 来扩展这些发现？

与转谷氨酰胺酶交联

建立一种新的交联试剂

如果您使用化学交联剂交联蛋白质，或者需要查找已交联的肽段，GPMAW 提供了一个功能，可以列出所有潜在的交联肽段。该功能非常灵活，您可以定义任意 1 或 2 种蛋白质，也可以自定义交联剂。

首先，在桌面打开相关的蛋白质序列文件。然后，从主菜单中

选择“搜索 | 蛋白质 MS X-link ”。在“选择用于交联的蛋白质”对话框中，选择（高亮显示）一个蛋白质作为 A 序列，另一个作为 B 序列。如果两侧都选择相同的蛋白质，则会测试内部交联。

选择“确定”后，将进入“交联器参数”对话框：

在此对话框中，您首先需要选择交联剂类型。

根据您的选择，交联剂下拉框将显示本地数据库中可用的相应交联剂。
如果您在此处找不到所需的交联剂，请单击“Setup ”按钮编辑数据库。
交联的起始和终止条件由数据库设置。
交联剂组成也由数据库设置，但可以进行编辑。

最后，您需要选择用于切割蛋白质的酶、允许的漏切位点数量以及要分析的蛋白质质量上限。您可以从“自动消化”功能提供的标准酶列表中选择酶。

选择“OK”以获取交联肽的最终列表。

该列表将显示交联肽的质量、肽在序列中的位置以及连接类型：

肽：未连接的肽；

X-link：交联肽；

连接子：连接有水解连接子的肽；

X-link + 连接子：连接有额外水解连接子的交联肽。

列表内容通过列表下方的按钮进行控制。

您可以通过选择“与毫秒列表比较”按钮，将列表与峰值列表进行比较。

数据库

GPMAW 能够利用 Internet 上可用的大型数据库。阅读如何使用并下载它们请点击此处.

蛋白质数据库和GPMAW

GPMAW在多种用途中使用数据库。大多数情况下，您需要从互联网下载数据库，但科学界已将大部分数据库免费提供，唯一的缺点是某些数据库的体积非常庞大。

格式。数据库（当然）提供多种格式。最常见的格式是FastA 格式，它有几种变体。对于所有变体，数据库记录都由以“>”符号开头的名称行定义，通常后面跟着一个或多个登录号、蛋白质名称和物种。接下来的几行是单字母代码的序列，通常每行 60 个字符。
另一种常用的格式是 Swiss-Prot（或 EMBL）格式，其中每个序列记录包含更多附加信息。有关详细说明，请参见此处。

最后，许多记录以 GenBank（Entrez/NCBI）格式提供。这种格式的信息内容与 Swiss-Prot 格式类似，更易于人类阅读，但计算机程序解析起来更困难。更多信息请参见此处。

GPMAW 可以读取大多数格式的单个记录，但要读取数据库，必须先使用实用程序 DBindex（可从 Lighthouse Data 免费获取，点击此处下载）对其进行索引。DBindex 可以处理 FastA 和 Swiss-Prot 格式的数据库。不过，Swiss-Prot 格式必须先转换为 FastA 格式才能进行索引，但当 GPMAW 检索单个记录时，程序将检索到完整的注释序列。

注意： DBIndex 已被新的下载/格式化工具DBGet取代，该工具可用于下载、格式化和索引大型数据库或其物种特定部分。更多信息请点击此处。

数据库是如何使用的？

序列记录的检索。

酶切序列的大规模搜索。

BLAST 同源性搜索。

生成文件的概述及其存储方式。

常用数据库列表。

一些数据库及其在 GPMAW/DBindex 中的处理方法：

Swiss-Prot -注释最完善的数据库，是大多数其他数据库的参考数据库。TrEMBL的处理方式相同，添加到 Swiss-Prot 后可构成一个完整且无冗余的数据库。

注意： Swiss-Prot 数据库已被UniProt数据库取代（并入）。

IPI 人类、小鼠、大鼠 -分别是人类、小鼠和大鼠的“完整”蛋白质数据库。虽然采用 Swiss-Prot 格式，但注释并不完整。

注意： IPI 数据库已被弃用，新的下载工具将取代它们。N

CBInr -从大多数现有蛋白质数据库中收集的“完整”蛋白质序列集。但是，它并非无冗余的。

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