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FragPipe: 一个强大的蛋白质组学数据分析平台

RayRay
FragPipe质谱蛋白质组学MSFragger数据分析Github开源项目

FragPipe简介

FragPipe是一个由Nesvizhskii实验室开发的综合性蛋白质组学数据分析平台。它以MSFragger搜索引擎为核心,集成了多种功能强大的分析工具,为研究人员提供了从原始数据处理到生物学解释的一站式解决方案。FragPipe具有用户友好的Java图形用户界面(GUI),同时也支持命令行模式,可以在Windows、Linux或云环境中运行。

FragPipe logo

FragPipe的主要特点

  1. 快速高效: FragPipe采用MSFragger作为搜索引擎,可以进行超快速的常规和"开放"(宽前体质量容差)肽段鉴定。

  2. 全面集成: 集成了多种功能模块,包括Percolator和Philosopher工具包用于MSFragger搜索结果的下游处理,FDR过滤,基于标记的定量分析,以及多实验汇总报告生成。

  3. 灵活多样: 支持多种分析流程,包括标记定量(TMT/iTRAQ)、无标定量、光谱文库构建、数据非依赖采集(DIA)分析等。

  4. 易用性强: 提供图形用户界面,操作简单直观,同时也支持命令行模式满足高通量分析需求。

  5. 持续更新: 定期更新,不断集成最新的分析工具和算法,如MSBooster用于深度学习重打分,DIA-NN用于DIA数据提取定量等。

FragPipe的主要功能模块

1. MSFragger

MSFragger是FragPipe的核心搜索引擎,它使用片段离子索引方法快速执行谱图相似性比较。MSFragger能够在几分钟内完成开放搜索(500 Da前体质量窗口容差),大大提高了搜索速度。

2. Philosopher工具包

Philosopher工具包用于MSFragger搜索结果的下游处理,包括:

  • PeptideProphet: 肽段鉴定统计分析
  • iProphet: 整合多个搜索引擎结果
  • ProteinProphet: 蛋白质推断

3. Crystal-C和PTM-Shepherd

这两个模块用于辅助解释开放搜索结果:

  • Crystal-C: 用于去除非特异性修饰
  • PTM-Shepherd: 用于鉴定和总结翻译后修饰(PTM)

4. 定量分析模块

  • TMT-Integrator: 用于TMT/iTRAQ同位素标记定量
  • IonQuant: 用于无标定量,支持FDR控制的匹配-运行间(MBR)功能

5. 谱库构建

  • EasyPQP: 用于构建高质量谱库

6. DIA数据分析

  • MSFragger-DIA
  • DIA-Umpire SE
  • diaTracer: 用于直接("无库")分析DIA数据
  • DIA-NN: 用于从DIA数据中提取定量信息

FragPipe的工作流程

FragPipe提供了多种内置工作流程,以满足不同的分析需求:

  1. 默认工作流程: 适用于常规的蛋白质组学数据分析
  2. 开放搜索: 用于发现未知修饰
  3. 质量偏移搜索: 用于特定修饰的鉴定
  4. 不稳定PTM搜索: 用于分析易脱落的修饰
  5. 糖蛋白组学搜索: 专门用于糖基化分析
  6. 自定义质量偏移工作流程: 可用于RNA交联等特殊分析
  7. 诊断离子挖掘: 用于发现特征离子
  8. TMT/iTRAQ定量: 支持单次和多次标记实验
  9. 无标定量: 用于Label-free定量分析
  10. SILAC: 用于代谢标记定量
  11. DIA分析: 用于数据非依赖采集实验
  12. 新颖/变异肽段检测: 使用两步搜索策略
  13. 组FDR估计: 用于新颖/变异肽段分析

使用FragPipe

下载和安装

  1. 从GitHub发布页面下载最新版本的FragPipe。
  2. 解压下载的文件。
  3. 在/bin子目录中,您可以找到用于Linux的shell脚本、Windows的bat文件和exe文件。

运行FragPipe

  • Windows: 双击FragPipe.exe或FragPipe.bat,或执行命令java -jar FragPipe-x.x.jar
  • Linux: 运行fragpipe shell脚本,或执行命令java -jar FragPipe-x.x.jar
  • Mac OS: 仅支持命令行界面,请参考使用Docker运行FragPipe

教程资源

FragPipe提供了丰富的教程资源,涵盖了各种分析场景:

FragPipe的输出结果

FragPipe生成多种格式的输出文件,包括:

  1. 肽段和蛋白质鉴定结果
  2. 定量分析结果
  3. PTM分析结果
  4. 质量控制报告
  5. 可视化文件

研究人员可以根据需要选择合适的输出文件进行后续分析。详细的输出文件解释可以参考输出文件解释文档。

FragPipe与其他工具的集成

FragPipe的输出结果可以与多种流行的蛋白质组学分析工具兼容:

这种兼容性使研究人员能够无缝地将FragPipe的结果导入到其他工具中进行更深入的分析。

总结

FragPipe作为一个综合性的蛋白质组学数据分析平台,为研究人员提供了强大而灵活的分析工具。它不仅支持常规的蛋白质鉴定和定量分析,还能够处理复杂的PTM分析、DIA数据分析等高级应用。通过持续更新和集成最新的算法和工具,FragPipe正在成为蛋白质组学研究中不可或缺的分析平台。

随着蛋白质组学技术的不断发展,我们可以期待FragPipe在未来会继续扩展其功能,为研究人员提供更多创新性的分析方法,从而推动蛋白质组学研究向更深入、更广泛的方向发展。🚀🔬🧬

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