蛋白全长测序能够检测到翻译后修饰吗？

蛋白质翻译后修饰（PTMs）是蛋白质多样性和功能调控的核心机制之一。无论是磷酸化、乙酰化、糖基化，还是羟基化、泛素化等修饰形式，PTMs 都在信号转导、免疫调节、代谢调控中发挥关键作用。随着蛋白全长测序技术及其中 De novo 解析算法的快速发展，越来越多研究者关注：在不依赖数据库比对的条件下，是否可以通过谱图解析识别蛋白质上的翻译后修饰？答案是：可以检测部分翻译后修饰，但存在技术依赖与识别限制。以下将从技术原理、可识别类型、方法整合与应用前景四个方面进行解析。

 

一、蛋白全长测序原理：能否“看到”修饰信息？

蛋白质全长测序通常基于高分辨质谱平台（如 Orbitrap、TOF、FT-ICR），通过多种酶切策略、谱图重构与 De novo 序列推断，实现从 N 端到 C 端的一级氨基酸序列获取。这一过程中：

• 质谱可通过肽段的精确质量差异检测是否存在修饰基团；

• 部分修饰可产生特征性碎裂模式（如磷酸化的中性丢失、糖基化的脱水峰），有助于修饰类型判断；

• 然而，低丰度修饰、非典型修饰或缺乏特征离子的修饰较难被直接识别。

因此，蛋白全长测序在理论上具备识别修饰的能力，但准确性依赖于质谱设备性能、碎裂方式选择及数据分析策略。

 

二、常见可识别的翻译后修饰类型

 



 

在实际测序服务中，磷酸化、乙酰化、氧化等修饰最常被准确捕获，而糖基化、泛素化等复杂修饰则需要配合专用的富集方法或数据库辅助分析。

 

三、提升修饰检测准确率的策略

1、选用高分辨率、高灵敏质谱平台

如 Orbitrap Fusion Lumos、timsTOF Pro、Q Exactive HF-X 等，可提供 ppm 级质量分辨率和高扫描速率，便于区分修饰引起的微小质量变化。

 

2、多酶裂解策略

单一酶解策略可能遗漏特定位点，通过 Trypsin、Chymotrypsin、Glu-C、Lys-C 等组合裂解策略，可提高整体覆盖度，暴露更多潜在修饰位点。

 

3、使用ETD/EThcD等温和碎裂方式

与CID不同，ETD等碎裂技术可保护易失修饰，更适合检测磷酸化、糖基化等不稳定修饰。

 

4、数据分析算法优化

配合Byonic、PEAKS Studio、pNovo、MetaMorpheus等支持修饰识别的算法，能在无参考序列的前提下推断出潜在修饰类型与位置。

 

四、应用场景：为何PTMs检测如此关键？

识别PTMs对于科研和生物制药领域有着广泛应用价值：

• 抗体药物开发：如抗体轻链N端是否乙酰化，将影响其稳定性与免疫原性；

• 重组蛋白验证：确定表达系统是否发生异常糖基化、氧化等修饰；

• 信号通路研究：识别功能蛋白上的磷酸化、泛素化位点，解析其调控机制；

• 临床标志物挖掘：疾病相关修饰位点具有重要的诊断与预后价值。

 

百泰派克生物科技的蛋白全长测序服务融合 De novo 序列解析与修饰识别能力，搭配多酶裂解方案及高分辨率质谱平台，并由经验工程师进行人工验证，确保 PTMs 鉴定的准确性与可靠性。

 

小结：蛋白全长测序可以检测PTMs，但需配套策略支持

蛋白全长测序具备识别翻译后修饰的能力，尤其是质量差异明确、碎裂特征明显的修饰；但对低丰度、复杂或非特征性修饰，仍需通过样本预处理、高分辨仪器、碎裂方式与算法协同优化来提升识别能力。蛋白修饰的结构解析正逐步从数据库比对时代迈入原始谱图直接读取的精细化时代，而百泰派克正是这一趋势的技术推动者之一。  

 

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