MCP|LQ|DIAlignR provides precise retention time alignment across distant runs in DIA and targeted proteomics

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文献名： DIAlignR provides precise retention time alignment across distant runs in DIA and targeted proteomics （ DIAlignR 为DIA和靶向蛋白质组学提供了准确的保留时间对齐的算法）

期刊名： MCP

发表时间： （2019年1月）

单位：

多伦多大学
斯坦福大学

一、 概述： （用精炼的语言描述文章的整体思路及结果）

我们提出了一种新的保留时间算法，直接比对原始swathm – ms的二级色谱图的数据，采用了混合动态规划方法。该算法不强制按洗脱时间顺序排列色谱峰洗脱，峰对齐过程中允许峰位置的交换。粗略的全局拟合使其具有抗噪声的稳定性。在一个手动验证数据集，该策略优于当前最先进的方法。局部对其使得其精度更高。

二、 研究背景： （简要介绍研究进展动态、研究目的和意义）

尽管现在已经有大量的建立保留时间一致的方法。然而，目前在代谢组学和蛋白质组学中，保留时间对齐的算法是在SWATH-MS方法出现之前设计的。

这些算法通常使用动态规划算法在原始的MS1色谱图上或者特征表中寻找一个全局配对的对齐函数。然而大部分方法依赖于MS1数据，并且以此生成的对齐函数受到所含肽段的影响。这些方法要么使用双向匹配，或者利用特征通过LOESS或者核密度函数来计算全局函数，从而对齐二级质谱，这在高噪声、缺少特征或者特征检测算法出错的情况下提供了一个次优解。全局单调函数也是如此，由于是单调函数，不考虑任何两个肽段之间保留时间的翻转。

本文提出了DIAlignR保留时间对齐算法，该算法可以克服其他方法的缺点。不需要特征，就能直接将来自靶向蛋白质组学的原始多重MS2色谱峰图对齐。本方法使用动态规划来获得两者之间的最佳映射，含有局部信息的色谱图，如多个邻近峰进行对齐。该方法还能够使用全局运行对齐指导，使其抗噪声能力强。DIAlignR可以灵活处理用户的偏好，用户在全局对齐和局部对齐的两个极端之间进行选择。

三、实验设计：

四、研究成果： （重点图表展示）

靶向蛋白组学MS2色谱对齐算法。

a：多肽离子碎片的色谱图，两次测得的数据，run A在上面，run B在下面。

b：两次运行的色谱图相似度用矢量的点积计算

c：外点积色谱图相似度评分矩阵(S)用作对齐的近似路径。

d:基于特征的对齐，通过相似矩阵计算出最佳得分路径，偏离一定范围的点使用负分数来惩罚。

e：仿射罚分策略通过相似矩阵计算最高分的路径，该动态规划方法使用三维矩阵递归打分。对齐的路线使用黑色线表示

f：将色谱峰强度映射到对齐的时间路径上

使用全局优先的方法对不同相似性测量的方法，技术参数，相似性罚分对S. Pyogenes 数据集对齐准确性进行比较a:不同相似性测量方法的比较。b间隙罚分的选取对对齐结果在一定的RT差异容忍度内的峰百分比的影响。c, DGSVSVADSGR/2肽段在run11和run12的罚分相似性矩阵。d, 提取的肽段XIC图的端点。