在细胞生命活动中，蛋白质并非合成完毕即具备完整功能。许多蛋白需经历翻译后修饰（Post-translational Modifications, PTMs）过程，以调控其结构稳定性、亚细胞定位、分子相互作用乃至生物活性。蛋白翻译后修饰已成为现代生命科学研究中的重要领域，广泛应用于疾病机制探索、药物靶点验证、生物标志物发现等多个方向。

一、蛋白翻译后修饰的研究挑战

蛋白翻译后修饰种类繁多，迄今已鉴定出400多种不同的修饰类型，其中最常见的包括磷酸化、乙酰化、泛素化、糖基化、甲基化、硝基化等。这些修饰往往是瞬时且动态发生的，且修饰位点通常只占蛋白质极少比例，加之与蛋白丰度无关，使得PTM研究面临如下技术挑战：

• 修饰位点丰度低，需具备高灵敏度的检测方法；
• 不同类型修饰化学性质差异大，需采用针对性的富集策略；
• 修饰信息复杂，依赖高分辨率和精确解析的质谱分析平台。

二、常用技术手段解析

1、高分辨率质谱分析（HR-MS）

高分辨率质谱是PTM研究的核心工具。通过LC-MS/MS联用技术，研究人员可在肽段水平实现修饰位点的精确鉴定和定量。常用的质谱平台包括Orbitrap、TOF和FT-ICR等，具备高灵敏度、高分辨率和高质量精度，适用于检测微量修饰肽段。此外，质谱数据库搜索引擎（如MaxQuant、Proteome Discoverer、MSFragger）支持设置多种修饰类型的变量修饰搜索，使得未知修饰也有机会被识别。

2、修饰肽段富集策略

由于翻译后修饰常发生于低丰度蛋白或少量位点，直接上机检测往往信噪比较低，难以覆盖目标信息。富集技术是PTM研究前处理不可或缺的一步：

• 磷酸化：采用IMAC（金属离子亲和层析）、TiO₂（氧化钛）、ZrO₂等材料选择性富集磷酸肽。
• 乙酰化与甲基化：多使用抗体亲和纯化（IP）策略对特定位点进行富集。
• 泛素化：鉴于泛素化后会在蛋白水解中留下特征性“GG”标签，通常结合抗“diglycine remnant”抗体富集。
• 糖基化：使用凝集素亲和富集（Lectin Enrichment）或HILIC液相层析手段捕获糖肽。

3、同位素标记定量方法

为了比较不同处理组之间的修饰水平差异，定量手段显得尤为重要。PTM研究中常用的定量策略包括：

• TMT/iTRAQ等标记型方法：利用异重同分异构体化学标记不同样本，合并后上机，可实现多样本并行比较；
• SILAC代谢标记：通过细胞培养中添加同位素标记氨基酸，使样本在合成阶段即实现标记；
• Label-free非标记法：依赖质谱响应强度的直接比较，对仪器稳定性要求高但样本通量更灵活。

4、抗体结合与免疫检测

除质谱外，部分翻译后修饰可通过特异性抗体进行验证，如Western blot、ELISA或免疫组化（IHC）等。这些方法尤其适用于靶向研究，具有良好的特异性和直观性，常用于机制验证阶段。

三、主要应用场景

1、信号转导路径解析

PTMs在细胞信号转导中扮演枢纽角色，尤其是磷酸化和泛素化在调控激酶级联、蛋白降解通路中具有核心地位。研究蛋白修饰动态变化有助于揭示受体激活、转录因子活性调控等信号事件的分子机制。

2、肿瘤与疾病机制研究

异常的翻译后修饰与多种疾病密切相关。例如，肿瘤细胞中某些激酶活性增强会引起异常磷酸化，导致细胞周期失控；泛素-蛋白酶体系统的紊乱亦是神经退行性疾病的关键因素。通过PTM组学揭示这些异常修饰模式，有助于理解疾病发生发展。

3、药物靶点与机制验证

许多小分子药物的靶点本身即是被翻译后修饰调控的蛋白。分析治疗前后蛋白修饰状态的改变，有助于评估药物的作用机制及下游效应。

4、生物标志物发现

与蛋白表达相比，蛋白修饰具有更高的功能特异性和动态响应特征，因此在生物标志物筛选中具有独特优势。研究中常通过大规模PTM组学分析，从上千个修饰位点中寻找与疾病进程高度相关的变化趋势，从而为临床早筛或预后判断提供候选指标。

5、表观遗传调控研究

组蛋白的乙酰化、甲基化等修饰参与染色质开放状态和转录激活，构成表观遗传调控的重要机制之一。研究这些修饰在不同发育阶段或疾病状态下的分布差异，有助于揭示基因表达调控网络。

蛋白翻译后修饰研究已成为生命科学领域的重要分支，未来将继续在系统生物学、精准医学、靶向治疗等方向发挥关键作用。随着质谱技术的不断进步、修饰数据库的持续完善、算法工具的智能化发展，PTM研究正迈向更高的深度与分辨率。在蛋白质组学与翻译后修饰研究中，技术可靠性与数据可解释性始终是科研效率的核心保障。百泰派克生物科技专注于高分辨率质谱平台与定制化多组学解决方案，为科研工作者提供稳定、高通量、精准的翻译后修饰蛋白组分析服务，助力每一个科学假设的高效验证与成果转化。

百泰派克生物科技特色项目

一、蛋白测序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱仪及岛津公司埃德曼降解测序系统对蛋白质序列进行分析，提供基于质谱的蛋白测序分析服务，包括对蛋白质的氨基酸组成分析，N端测序，C端测序和全序列分析，以及基于埃德曼降解的蛋白质N端序列分析服务。对于未知理论序列的蛋白质，提供基于从头测序法的蛋白质从头测序服务，对蛋白序列进行分析。

※服务优势：

1.采用目前世界上先进的质谱仪器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可实现对所测定靶蛋白序列 100% 的覆盖;

3.可测定蛋白N端多达 70个氨基酸序列;

4.可测定多种形式的样品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白条带;

5.样品用量低: 蛋白样品仅需 5-10ug，即可完成检测;

6.测序不受N端封闭，PEC和和糖基化等N端修饰的影响。

二、蛋白质组学

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC，提供定量蛋白质组学、靶向蛋白质组学、多肽组学、翻译后修饰蛋白组学等多种蛋白质组学分析服务。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白质组学服务，助力微量样本蛋白组学、大样本群医学及高通量修饰组学等研究工作。

※服务优势：

1 .高通量定量蛋白分析:多对照组大规模实验分析，发现新的生物标记物;

2.体内体外多种蛋白质标记方法，适用于分析组织、细胞、血液等多种样品;

3.质谱分析灵敏度高，实验结果重复度高;

4.可检测较低丰度蛋白，线性范围广;

5.专业生物信息学分析，分析更系统准确。

三、单细胞质谱流式技术分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm质谱流式系统进行单细胞质谱流式技术分析，采用金属元素标记物（通常是金属元素标记的特异抗体）标记细胞表面和内部的分子，然后用流式细胞原理分离单个细胞，再用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析单个细胞的原子质量谱，最后将原子质量谱数据转换为细胞表面和内部的信号分子表达量。

※服务优势：

1.技术先进，填补技术空白

采用金属标记抗体技术，避免了传统流式荧光通道少且易相互影响的问题。可在单细胞层面上对多种指标同时进行表征，百泰派克生物科技可做到同时检测51个目标蛋白。

2.分析数量大，成本较低

单细胞RNAseq受成本等因素限制，所有样本细胞汇总的分析数目一般在2x10^4个左右，而流式质谱技术一次（单样本）就可分析至少10^5的细胞，实现了数量级的提高，且成本不高于单细胞RNAseq。

3.应用前景大

①流式质谱结果可以给出细胞亚群的变化，在临床诊断、疾病机制研究等方面具有极大的研究前景；

②将金属标签技术与其他技术结合会有新应用方向。除常规蛋白外，质谱流式细胞技术还可用于蛋白翻译后修饰；

③可检测细胞存活率、细胞大小、mRNA转录子表达量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现

百泰派克生物科技的基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现一站式解决方案包括我们专有的、高度敏感的免疫肽富集和鉴定方案。我们能够帮助您实现10,000个以上I型多肽和10,000个以上II型多肽的鉴定和识别。通过我们优化的高通量免疫多肽组学分析平台进行免疫肽组学分析，可从最小的样品材料中进行可重复的识别和定量。该服务可以应用于大规模的研究，旨在助力科研工作者寻找癌症、免疫疾病及传染病的解决方案，深入挖掘未知的靶标。

五、生物药物表征

百泰派克基于高分辨率质谱技术，MALDI TOF，高效色谱分离技术，提供一系列完善的生物药物分析方案，从蛋白质、多肽、抗体、疫苗等生物制品的氨基酸组成和一级结构分析，到产品变异性和纯度分析。旨在提供优质生物药物分析服务，帮助生物医药生产商提高生物药物品质。

百泰派克生物科技七大检测平台

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物质谱多组学优质服务商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于为生物/制药和医疗器械行业提供质量控制检测和项目验证等专业服务。公司实验室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法规和指导原则，通过CNAS/ISO9001双重质量体系认证，建立了完备的质量体系，数据冷热/异地备份，设备定期计量/期间核查，软件审计追踪，为客户提供一体化解决方案和技术服务，支持新药研发、药物申报注册和生产放行。

1.公司采用ISO9001质量控制体系，专业提供以质谱为基础的CRO检测分析服务；

2.获国家CNAS实验室认可，为客户提供符合全球药政法规的药物质量研究服务；

3.业务范围覆盖蛋白质组学、多肽组学、代谢组学、生物药物表征、单细胞分析、单细胞质谱流式、生信云分析以及多组学生物质谱整合分析等；

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