Activity-Based Protein Profiling原理与应用全解析

蛋白组学方法，如DDA（Data-Dependent Acquisition）或TMT标记定量，关注的是蛋白质的表达水平，但它们往往忽略了蛋白质的真实功能状态。Activity-Based Protein Profiling（ABPP）作为以功能为导向的蛋白质组学技术，通过特异性探针标记活性蛋白，为我们提供了“谁在工作”的全新视角。百泰派克生物科技率先整合ABPP策略与高分辨质谱平台，为客户提供从活性探针筛选到靶点鉴定的一站式技术服务，特别适用于酶类靶点发现、药物机制研究和疾病生物标志物挖掘。

 

一、ABPP的工作原理：用化学探针锁定活性蛋白

ABPP的核心在于活性位点探针（activity-based probes, ABPs）。这些小分子探针由三部分组成：

1、反应基团（Warhead）

具有化学反应活性的结构单元，能与特定酶家族的活性位点共价结合。例如，针对丝氨酸水解酶可采用氟磷酰胺（FP）类Warhead，针对半胱天冬酶可采用AOMK类Warhead。

 

2、连接臂（Linker）

连接反应基团与标签部分，通常为柔性结构，避免空间位阻影响结合效率，同时可调节探针的选择性和稳定性。

 

3、标签（Tag）

用于后续蛋白的富集和检测，常见标签包括生物素（用于链霉亲和素磁珠捕获）、荧光素（用于凝胶检测）或炔/叠氮基团（用于点击化学标记）。

 

二、关键优势

1、靶向活性蛋白：仅与具有催化活性的酶结合，避免“死酶”干扰；

2、适用于复杂样本：如细胞裂解液、组织匀浆甚至活细胞；

3、可扩展性强：支持高通量筛选、多样化标签应用。

 

三、技术流程：从样本处理到靶点鉴定

Step 1：活性探针孵育

将ABP加入待分析的样本（如细胞裂解液、组织匀浆或活细胞中），在适宜条件下反应，使探针选择性标记活性蛋白。

 

Step 2：标签富集与洗脱

利用标签（如生物素）结合streptavidin磁珠对结合蛋白进行富集，并洗去未结合杂质。此步骤确保只保留具有催化活性的酶类目标。

 

Step 3：酶解与质谱分析

富集的蛋白经胰蛋白酶或LysC等酶解后，经LC-MS/MS（液相色谱串联质谱）分析，识别其肽段序列和相对丰度。

 

Step 4：数据分析与功能注释

结合UniProt数据库、GO/KEGG功能注释、聚类分析等，识别差异活性蛋白并构建调控网络。百泰派克在此环节应用自主开发的数据分析管线，大幅提升靶点发现效率和准确性。

 

百泰派克生物科技采用高分辨Orbitrap Exploris 480平台，结合自主优化的数据分析流程，实现亚微克级样本下的高灵敏度探针蛋白检测。

 

四、典型应用场景

1、酶靶点筛选与药物机制研究

ABPP可用于小分子抑制剂的靶标验证。通过比较药物处理前后的活性蛋白图谱，可判断抑制剂是否有效结合目标酶。例如，某些抗癌药靶向丝氨酸水解酶家族，通过ABPP可直观验证其特异性抑制作用。

 

2、疾病相关酶类标志物挖掘

在肿瘤、神经退行性疾病、代谢紊乱等研究中，ABPP能帮助发现病理状态下上调或下调的关键活性酶，提示潜在生物标志物或治疗靶点。

 

3、代谢组学互补分析

将ABPP与代谢组学结合，可揭示酶活性变化与代谢通路紊乱之间的关系，特别适用于代谢酶调控机制解析。

 

4、新型探针开发与验证

ABPP平台不仅是应用工具，也可作为化学探针研发的验证平台，评估新探针的靶向性和选择性。

 

五、ABPP技术优势与局限

 

 

百泰派克生物科技通过构建高通量探针筛选库、优化富集与清洗流程、搭载Orbitrap Exploris 480等先进质谱平台，显著提升了ABPP项目的通量与数据深度，并为客户提供全流程一对一技术支持。

 

百泰派克ABPP服务优势

• 一站式服务：从探针筛选、蛋白富集到MS鉴定和数据分析；

• 高通量平台：支持多样本并行分析；

• 多领域覆盖：肿瘤、代谢、免疫、神经、感染等；

• 专业团队支持：包括有机合成、蛋白化学和质谱分析专家组成的交叉团队。

 

Activity-Based Protein Profiling打破了传统蛋白质组学“看得见但摸不着”的困境，从功能层面精确捕捉活性蛋白，已成为功能蛋白组学研究的核心技术之一。随着更多高选择性探针和数据分析工具的出现，ABPP将在精准医学、靶点发现与新药研发等方向展现更广阔前景。百泰派克生物科技将持续深化ABPP技术平台，助力广大科研人员更快、更准、更深入地揭示蛋白质功能网络。

 

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相关服务：

小分子药物靶点鉴定及验证