质谱在蛋白质翻译后修饰分析中的应用与优势

蛋白质翻译后修饰（Post-translational Modifications, PTMs）是在蛋白质翻译完成后发生的一系列酶促共价修饰，如磷酸化、乙酰化、泛素化、甲基化等。这些修饰调节着蛋白质的活性、定位、相互作用与降解，是维持细胞稳态和响应环境刺激的重要分子机制。然而，PTM的复杂性和动态性对检测手段提出了极高要求：

• 修饰位点往往低丰度、易降解；

• 多种修饰共存，且结构多样；

• 需要区分修饰的精确位置和类型。

 

在众多分析技术中，质谱（Mass Spectrometry, MS）因其高灵敏度、高通量和高分辨率，已成为研究PTMs的核心工具。特别是在与高效的修饰肽富集策略结合之后，质谱技术几乎可覆盖主流修饰类型的全面分析需求。

 

一、为什么选择质谱进行PTM分析？

1、离子化与碎裂：实现肽段级修饰识别

质谱通过将样本中的肽段离子化，并对其进行质量分析与碎裂扫描（MS/MS），可精确识别肽段的质量构成与修饰差异。

（1）母离子（MS1）：可判断肽段是否被修饰（质量增加）；

（2）碎裂离子（MS2）：可定位修饰的具体氨基酸位点。

 

2、高分辨质谱平台优势

当前主流的高分辨率质谱平台，如Orbitrap、timsTOF、Q-TOF系统，具备如下特性：

 



 

百泰派克生物科技配备的Orbitrap Exploris 480 与 Bruker timsTOF Pro 系统，能够覆盖常见修饰至特异低丰度修饰（如SUMO化、羟基化）在内的全谱检测需求。

 

二、质谱技术在主流PTM类型中的应用实践

1、磷酸化（Phosphorylation）

（1）富集策略：TiO₂、IMAC、Fe³⁺磁珠富集；

（2）质谱检测难点：修饰不稳定，易在离子化过程中失磷；

（3）解决方案：使用HCD或ETD碎裂技术稳定保留修饰；

百泰派克通过优化TiO₂ + DDA/DIA联合平台，在典型肿瘤细胞样本中可稳定定量识别超过10,000个磷酸化位点。

 

2、乙酰化与甲基化（Acetylation & Methylation）

（1）富集策略：修饰特异性抗体富集（anti-AcK、anti-MeR）；

（2）定量方式：TMT标记或Label-free；

（3）生物学意义：多用于研究染色质结构、转录调控、组蛋白修饰；

 

3、泛素化（Ubiquitination）

（1）识别标志：K-ε-GG残基特异性富集；

（2）质谱特点：MS2碎裂谱中识别特征性离子，可识别泛素链连接方式（K48, K63等）；

（3）研究用途：降解信号识别、E3连接酶功能研究。

 

三、质谱技术在PTM研究中的独特优势总结

 



 

四、百泰派克生物科技在PTM质谱研究中的服务能力

百泰派克生物科技深耕质谱与蛋白质组学领域，已构建起完整的PTM分析技术平台，具备如下能力：

• 多类型修饰富集流程库：支持磷酸化、乙酰化、泛素化、甲基化、糖基化、SUMO化等；

• 高分辨质谱平台矩阵：支持DDA、DIA、PRM、MS³等多种检测模式；

• 大规模项目支持能力：适用于临床队列、多组学整合、大数据挖掘项目；

• 一站式交付内容：包括修饰位点数据、蛋白定量结果、通路富集分析、图表输出；

• 定制化科研支持：支持SCI文章级数据交付、课题设计建议与技术共建合作。

 

翻译后修饰作为蛋白质功能调控的核心环节，是理解复杂生物系统不可或缺的窗口。质谱技术的引入，为这一领域带来了前所未有的分辨率与系统性。它不仅可以捕捉微量修饰的存在，还能揭示其在时空维度上的动态变化，成为PTM研究从“点”到“面”、从“识别”到“定量”的关键推动力。百泰派克生物科技将继续围绕质谱平台建设、修饰富集优化与数据分析标准化，助力广大科研人员深入揭示蛋白质翻译后修饰网络，推进精准医学与转化研究的发展。

 

百泰派克生物科技--生物制品表征，多组学生物质谱检测优质服务商

 

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