1.簡(jiǎn)介

2016年，德國(guó)馬普所的Cox和蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域巨擘Matthias Mann合作開(kāi)發(fā)了MaxQuant軟件（MQ），并發(fā)表在nbt上，protocol也相應(yīng)發(fā)表在nature protocols上。不足五年，MQ的引用率已高達(dá)上萬(wàn)次，其中不乏CNS級(jí)別文章（有大佬的加持果然不一樣）。毫不夸張地說(shuō)，MaxQuant是業(yè)界良心，它的橫空出世沉重地打擊了深惡痛絕的質(zhì)譜廠商們的囂張氣焰。

主要特點(diǎn)：

• 支持多種質(zhì)譜儀廠商產(chǎn)生原始數(shù)據(jù)，如raw/wiff；
• 免費(fèi)不開(kāi)源，基于Andromeda搜索引擎；；
• 支持標(biāo)記定量和非標(biāo)定量，如labelfree（優(yōu)勢(shì)）/ICAT/SILAC/TMT/iTRAQ等；
• 蛋白鑒定數(shù)多，定量準(zhǔn)確性高（主要是因?yàn)榉蔷€性質(zhì)量校正和Match Between Runs）；
• 有較完整的結(jié)果查看和分析界面；
• 主要部署在Windows系統(tǒng)（Linux需要mono，MacOS需借助Parallels或Bootcamp）；
• 有配套的結(jié)果后處理軟件Perseus。

2.下載安裝

官網(wǎng)：https://www.maxquant.org/
MQ的下載需要用郵箱注冊(cè)，并填寫(xiě)注冊(cè)碼。
依賴.NET Framework（基于.net框架編寫(xiě)，有些沒(méi)安裝的電腦需要安裝） 和MSFileReader（識(shí)別質(zhì)譜raw文件）。

解壓后無(wú)需安裝，點(diǎn)擊MaxQuant.exe即可使用。

3.配置與運(yùn)行

MaxQuant使用很簡(jiǎn)單，參數(shù)界面設(shè)置也不像PD那么凌亂。

image.png

6大參數(shù)配置模塊，我這里只選一些重要的參數(shù)，大部分默認(rèn)就好：

• Raw files：導(dǎo)入原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，包括組分和樣本，Group（指不同的實(shí)驗(yàn)，如label/SILAC同時(shí)進(jìn)行即為2個(gè)Group0和Group1，一般跑一個(gè)就好）；
• Group-specific parameters：Group參數(shù)的設(shè)置，一般只是Group0；
• Global parameters：全局參數(shù)配置；
• Performance：顯示正在運(yùn)行的具體步驟和動(dòng)態(tài)；
• Viewer：數(shù)據(jù)可視化模塊， 能在labelfree定量中呈現(xiàn)三維圖形。我認(rèn)為沒(méi)啥用，無(wú)需設(shè)置，拖慢速度；
• Andromeda configuration：用于配置修飾、酶，以及數(shù)據(jù)庫(kù)ID規(guī)則設(shè)置等，一般無(wú)額外需求，無(wú)需設(shè)置。

所以，實(shí)際需要配置的就是前面三項(xiàng)，我這里以Labelfree定量為例，寫(xiě)下Group-specific parameters和Global parameters中一些重要的參數(shù)：

其他選項(xiàng)基本上用默認(rèn)就好，具體項(xiàng)目具體分析。配置完后設(shè)置線程數(shù)，點(diǎn)擊Start。（若中間暫停，可在Partial processing選中中間步驟運(yùn)行。
MQ的主要運(yùn)行步驟如下：

image.png

• feature信息的提取（定量信息）
• 最初的搜庫(kù)（first search）
• 質(zhì)量校正
• 搜庫(kù)鑒定（main search）
• 峰處理
• 第二次搜庫(kù)（second peptide search）
• 定量和鑒定結(jié)果合并
• 導(dǎo)出結(jié)果

更多參數(shù)可查看官方文檔：http://coxdocs.org/doku.php?id=maxquant:start
也可以查看我分享的兩個(gè)文檔：MaxQuant_Infos_and_Tutorial_07（中間每個(gè)參數(shù)都介紹得很詳細(xì)）
MaxQuant_Introduction_112409

4.結(jié)果

如果參數(shù)中路徑?jīng)]有額外設(shè)置，那么在原始數(shù)據(jù)同級(jí)目錄下會(huì)得到搜庫(kù)結(jié)果：

image.png

combined文件夾包含了搜庫(kù)結(jié)果，如果是DIA建庫(kù)，導(dǎo)入的即是這個(gè)文件夾。里面包含了txt文件夾，即鑒定和定量的全部結(jié)果。

mqpar.xml是所有參數(shù)配置文件，若二次搜庫(kù)，可直接導(dǎo)入MaxQuant中，無(wú)需重復(fù)設(shè)置。所以，一般建議保留下來(lái)，這樣也可對(duì)結(jié)果的設(shè)置進(jìn)行追溯。

在combined/proc/#runningTimes.txt中包含了每一步運(yùn)行的時(shí)間。

combined文件夾中的txt文件夾包含很多結(jié)果：

image.png

msms.txt、peptides.txt、proteinGroups.txt即為譜圖、肽段和蛋白結(jié)果文件。其他比較重要的文件如evidence.txt，summary，modificationSpecificPeptides等。每個(gè)表都很大，樣品數(shù)多的話可達(dá)上百列。每個(gè)文件的每一列（即表頭）在tables.pdf文檔中都有詳細(xì)解釋。

Linux運(yùn)行：
需要mono調(diào)用MQ，參數(shù)配置文件mqpar.xml同Windows系統(tǒng)，注意輸入原始文件（譜圖和數(shù)據(jù)庫(kù)）的路徑。一般是先通過(guò)Windows生成mqpar.xml，再來(lái)Linux運(yùn)行。但這樣的話，又需要在兩個(gè)系統(tǒng)間來(lái)回轉(zhuǎn)移原始數(shù)據(jù)，非常低效。所以現(xiàn)在也有一些小工具來(lái)專門(mén)生成mqpar.xml。MaxQuant的Linux試運(yùn)行

/path/to/bin/mono /path/to/MaxQuant/bin/MaxQuantCmd.exe mqpar.xml

5.Perseus后處理

Perseus也是上面兩位大佬開(kāi)發(fā)的軟件，發(fā)在nature methods上。一開(kāi)始是專門(mén)針對(duì)MQ數(shù)據(jù)處理的。后來(lái)對(duì)所有矩陣類型的表達(dá)數(shù)據(jù)，甚至是多組學(xué)數(shù)據(jù)都適合。

image.png

對(duì)于蛋白質(zhì)組學(xué)常規(guī)的統(tǒng)計(jì)分析和可視化（不太友好）都能實(shí)現(xiàn)，而且大佬團(tuán)隊(duì)也持續(xù)開(kāi)發(fā)了基于調(diào)用本地R或Python解釋器的插件，使得功能更加豐富。

這里不做過(guò)多介紹了。因?yàn)槲胰绻皇怯惺谡n的需求的話，也不會(huì)用這個(gè)軟件。為有需要的朋友提供了一些教程可參考：

• Perseus protocol
• Perseus documentation
• Help forum (Google groups)
• Youtube MaxQuant or Perseus

MQ團(tuán)隊(duì)幾乎每年都會(huì)舉辦暑期學(xué)校，Youtube上很多視頻。不過(guò)中文教程近乎于無(wú)。

6.小結(jié)

蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定和定量系列軟件說(shuō)明到此結(jié)束，還有很多沒(méi)有介紹的，比如國(guó)產(chǎn)軟件pFind，MSFragger，OMSSA，SEQUEST等都是常用的蛋白鑒定軟件。有些我自己也沒(méi)用過(guò)，也沒(méi)必要一一使用，適合自己的才是好的。而且，目前也有很多平臺(tái)是整合了多個(gè)鑒定軟件的綜合結(jié)果，比如SearchGUI，PeptideShaker，TPP等等。

蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定定量軟件總結(jié)：
【1】蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定軟件之X!Tandem
【2】蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定軟件之Comet
【3】蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定軟件之Mascot
【4】蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定軟件之MSGFPlus
【5】蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定定量軟件之PD
【6】蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定定量軟件之MaxQuant