什么是Shotgun蛋白质鉴定?它与其他方法有何不同?
Shotgun蛋白质鉴定主要通过底物消化(如胰蛋白酶)将复杂的蛋白质样本裂解为肽段,然后利用液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)进行分析,再通过数据库搜索来推测原始蛋白的组成。这种方法得名于其“霰弹枪式”的分析策略——不是逐个靶向蛋白,而是“盲打”所有可能存在的蛋白质。该技术摒弃了传统的逐个蛋白分析模式,通过“全样本酶解+大规模肽段分析”的思路,实现了对成千上万种蛋白质的同时识别,为疾病标志物筛选、药物作用机制探索及多组学融合研究提供了坚实的技术支撑。
一、Shotgun蛋白质鉴定的核心流程
1、样本预处理
生物样本(如细胞、组织或体液)经过裂解、去除污染物(如盐类、脂类)后,进行蛋白质的抽提。
2、蛋白质酶解
通常使用胰蛋白酶将蛋白质切割为较小的肽段,为后续质谱分析做好准备。
3、肽段分离(LC)
采用高效液相色谱(HPLC)将复杂的肽段混合物进行分离,减少质谱仪的瞬时负荷。
4、质谱检测(MS/MS)
通过串联质谱(Tandem MS)分析肽段的质量-电荷比(m/z),并进一步通过碎片离子谱图推测氨基酸序列。
5、数据库搜索与蛋白质鉴定
使用如SEQUEST、Mascot、MaxQuant等软件将实验数据与已知蛋白数据库(如UniProt)比对,实现蛋白质的鉴定与定量。
二、Shotgun蛋白质鉴定与其他蛋白质分析方法的对比

三、Shotgun蛋白组学的核心优势
1、高通量覆盖
可实现数千种蛋白质的并行检测,适用于复杂生物样本如肿瘤组织、血清、脑脊液、微生物混合体等。
2、自动化与重复性强
结合先进的自动化样本前处理平台和稳定的质谱系统,保证了批次间高重复性,适配大规模多中心研究。
3、与多组学平台兼容
Shotgun策略与转录组、代谢组、表观组等数据高度互补,是系统生物学研究的重要枢纽。
4、支持多种定量策略
可灵活结合标记定量(如TMT、iTRAQ)和无标记定量(Label-Free Quantification, LFQ),满足不同实验设计需求。
四、应用场景:从基础研究到临床转化的广泛适配性
1、肿瘤学:癌组织与正常组织的蛋白质谱对比,揭示关键致癌机制
2、神经科学:脑组织、脑脊液蛋白组研究,用于阿尔茨海默病等神经退行性疾病早期诊断
3、感染与免疫:解析宿主与病原体的相互作用机制
4、微生物组学:肠道、口腔等微生物群的功能蛋白分析
5、药物筛选与毒理研究:评估药物对细胞蛋白组的影响路径,辅助靶点识别与机制解析
五、百泰派克生物科技:助力高质量蛋白组研究
百泰派克生物科技构建了一套系统化的Shotgun蛋白质鉴定解决方案,涵盖样本处理、肽段优化、质谱检测及数据解析全流程,具体技术亮点包括:
✅ 配备Orbitrap Exploris 480、Q Exactive HF-X、timsTOF Pro 2等高分辨质谱平台
✅ 自研优化的酶解体系与LC-MS参数配置,实现肽段识别率与数据重现性的双提升
✅ 支持多种定量策略(Label-Free、TMT、DIA),满足复杂实验设计
✅ 提供个性化生物信息学分析服务,包括GO/KEGG通路富集、PPI网络构建、疾病关联挖掘
✅ 交付报告符合SCI论文标准,便于客户用于成果发布或基金申请
通过不断优化实验流程与数据解析算法,我们可实现每样本鉴定蛋白数超10,000种,定量蛋白CV<15%,为客户提供高覆盖率、高稳定性的科研数据支持。
随着质谱技术和算法的发展,Shotgun蛋白质鉴定策略将持续优化。若您希望探索更深入的蛋白质组数据,欢迎与百泰派克生物科技合作,共同推进生命科学研究的前沿!
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