在真核细胞中，DNA 并不是孤立存在的，而是缠绕在组蛋白八聚体上形成核小体结构。组蛋白尾部丰富的赖氨酸、精氨酸等可被多种酶催化发生翻译后修饰（Post-Translational Modifications, PTMs），如乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化等。这些修饰可精细调控染色质构象，从而影响基因转录、DNA修复、复制等关键生物学过程。随着表观遗传学研究的快速发展，组蛋白PTMs分析已成为揭示疾病机制、开发表观药物的前沿方向。质谱（Mass Spectrometry, MS）作为高通量、高灵敏度的分析手段，为系统解析组蛋白修饰提供了强大助力。

一、组蛋白翻译后修饰的挑战与技术需求

组蛋白翻译后修饰研究面临的挑战：

1、修饰种类繁多：同一位点可能存在单、双、三甲基化，且可共存

2、修饰位置密集：尤其在H3、H4尾部，多修饰位点相邻甚至重叠

3、丰度差异大：某些修饰极低丰度，难以在复杂背景中检测

4、共修饰复杂性：多位点、多类型修饰共存，需识别其组合状态（combinatorial codes）

因此，对质谱平台的灵敏度、分辨率、数据处理能力提出了极高要求。

二、组蛋白翻译后修饰的主流质谱策略

1、Bottom-up 方法：切割肽段后分析

（1）步骤概述

提取组蛋白 → 酸性提取富集 → 化学衍生标记（如Propionylation） → 胰蛋白酶或GluC酶切 → LC-MS/MS分析

（2）优点与局限

• 优点：适用于大规模定量、通量高、数据库搜索成熟
• 局限：无法识别远距离修饰的共存状态，可能丢失某些位点信息

2、Middle-down 方法：中等长度肽段保留更多修饰信息

（1）步骤概述：

选用AspN、GluC等限制性酶产生10–20 aa左右肽段，保留局部修饰组态

（2）优势与挑战：

• 优势：可获得更完整的局部修饰组合（如H3K9ac-K14ac）
• 挑战：对仪器分辨率和数据解析要求高

3、Top-down 方法：直接分析完整组蛋白

（1）特点：无需酶切，直接上样MS/MS，保留全部修饰信息

（2）优势：可解析“组蛋白修饰体”（Histone Proteoforms）

（3）技术难点：质谱解卷积复杂、仪器要求极高，常结合FT-ICR、Orbitrap平台使用

三、定量分析策略：从相对到绝对

组蛋白修饰分析不仅需识别修饰种类，还需定量其丰度变化。常用策略包括：

1、SILAC（Stable Isotope Labeling by Amino acids in Cell culture）

（1）细胞水平标记，适合全局定量

（2）不适用于组织样本或临床材料

2、Label-free定量

（1）基于MS信号强度，无需标记

（2）灵活性强，需良好的仪器稳定性和数据归一化策略

3、化学标记定量（如TMT/iTRAQ）

（1）通过化学标签实现多样本定量

（2）适用于复杂样本组比较，适配Orbitrap等高分辨平台

在百泰派克生物科技，我们基于Orbitrap Exploris 480与FAIMS Pro耦合平台，结合TMTpro 16plex化学标记体系，实现多样本组蛋白修饰定量，CV值<15%，满足高重复性科研需求。

四、组蛋白翻译后修饰的样本处理关键步骤

质谱灵敏度不仅取决于仪器性能，前处理流程更是决定性因素：

1、酸提取组蛋白：常用0.2 M H2SO4或HCl提取核组蛋白，保留修饰完整性

2、化学衍生封闭：Propionylation阻断未修饰赖氨酸，提升肽段疏水性、减少酶切位点

3、酶切策略选择：视目标修饰和位点结构决定，需实验优化

4、多级富集策略：可结合抗体富集（如H3K27me3 IP）与质谱富集，提升特异性

五、组蛋白翻译后修饰主流工具

1、Mascot、MaxQuant：用于修饰位点识别与定量

2、MSFragger、MetaMorpheus：支持未知修饰的开放搜索

3、EpiProfile、HistoneAnalyzer：专为组蛋白修饰数据设计

4、R包（如ChIPseeker、ComplexHeatmap）：用于可视化富集区域、绘制热图等

百泰派克生物科技提供端到端的数据分析服务，涵盖修饰谱构建、功能富集、通路分析与可视化，助力科研人员深入挖掘表观遗传机制。

六、组蛋白修饰质谱分析的应用前沿

1、癌症表观遗传图谱绘制：如H3K27me3在EZH2突变癌症中的重塑作用

2、干细胞分化机制研究：动态PTM组合决定细胞命运

3、环境暴露与表观遗传毒理学：评估污染物对染色质修饰的影响

4、表观药物靶点验证：检测抑制剂对特定修饰的调控效果

组蛋白翻译后修饰的研究正引领表观遗传学进入精准解析新时代。质谱平台与方法学的进步，为通过LC-MS/MS高效识别组蛋白PTMs提供了技术保障。百泰派克生物科技依托领先的质谱平台、严谨的样本处理流程和专业的数据分析团队，已成功支持数十项组蛋白修饰科研项目，覆盖肿瘤、神经、发育等多个领域。如果您正在进行组蛋白修饰相关课题，欢迎联系我们获取定制化实验方案与技术支持。

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；

4.七大质量控制检测平台，满足您一站式服务需求；

5.服务3000+企业，10000+客户的选择；

6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!

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