从结构微差到功能判定，蛋白质全长测序如何揭示异构体的“隐藏信息”？在蛋白药物、重组酶、抗体工程等大分子生物制品的开发过程中，蛋白质异构体（protein isoforms）的存在常常令人“又爱又怕”：

• 一方面，天然异构体赋予蛋白多样性，是功能调控的基础；
• 另一方面，表达过程中产生的非预期异构体，可能影响活性、一致性乃至免疫原性，成为药品质量控制的重大风险。

由于异构体之间可能仅存在1–2个氨基酸的差异，或表现为修饰状态不同、C端延伸等微结构变化，传统蛋白质组学方法在识别和区分这类差异上存在挑战。而蛋白质全长序列测定（de novo full-length protein sequencing）结合无参考拼接策略与高分辨质谱平台，已成为识别与验证蛋白异构体的重要技术路径之一。本文将系统解析，在蛋白异构体分析中，全长测序技术如何通过合理策略实现“精准识别与可靠区分”。

一、全长测序如何助力蛋白质异构体的精确分析？

1、保留完整蛋白信息，避免酶切信息丢失

在传统的bottom-up质谱方法中，蛋白被酶解为多个肽段进行分析，这可能导致蛋白整体结构和共修饰信息的缺失。例如，若一个蛋白同时发生磷酸化和乙酰化修饰，bottom-up分析可能无法判断这些修饰是否位于同一分子上，或属于不同异构体。

而在top-down或pseudo-top-down的全长测序流程中，可将完整或大段蛋白质送入高分辨质谱进行离子化和碎裂，保留修饰、剪接位点和完整序列信息。这一策略有助于实现异构体间的结构差异识别，并支持后续定量分析。

2、能捕捉低丰度且功能关键的异构体形式

某些蛋白异构体仅在特定生理或疾病状态下表达，其丰度远低于主型蛋白。全长测序借助如Orbitrap、FT-ICR等高分辨质谱平台，结合优化的富集和数据处理流程，可在一定程度上实现对这些低丰度异构体的检测。这对于癌症标志物研究和靶向药物开发等领域具有重要意义。

二、实现高质量全长测序的关键技术策略

1、样品处理与蛋白保留策略

蛋白质全长测序对样品完整性要求极高。需避免蛋白降解、变性及修饰丢失。常见策略包括：

• 使用温和裂解液（如高盐结合非离子去垢剂）；
• 添加蛋白酶抑制剂与还原剂（如DTT、TCEP）；
• 快速低温提取与纯化流程，减少修饰损失；
• 对高复杂度样本（如血浆、组织）采用SEC、CZE等高分辨分离方法，以提高靶向蛋白特异性。

2、合理选择质谱平台与碎裂模式

目前主流蛋白全长测序分析依赖以下两类质谱平台：

• Orbitrap Eclipse/HF-X系列：具备高扫描速率与高动态范围，适合中高通量异构体筛查；
• FT-ICR MS：以超高分辨率著称，适合解析大分子和复杂修饰形式，但成本与分析时间更高。

推荐使用保留修饰能力更强的碎裂模式，如ETD、EThcD、UVPD，以提升异构体识别的覆盖率与准确性。

3、高效数据解卷积与异构体识别算法

异构体结构解析的难点在于：谱图复杂、数据量庞大、修饰类型多样。需依赖高性能算法进行谱图解卷积和序列重建，当前常用工具包括：

• ProSight Lite / PC：用于Proteoform比对与定量；
• TopPIC、MSPathFinder：支持自动化识别未知PTMs及序列偏移；
• DeepTopo等AI算法：引入深度学习模型，提升低丰度异构体的识别能力。

三、百泰派克生物科技的全长蛋白质测序平台

百泰派克生物科技搭建了专注于蛋白异构体研究的全长测序技术平台，提供从样本处理到数据解读的端到端服务：

• 应用Orbitrap Eclipse Tribrid平台，结合EThcD碎裂模式保留结构细节与修饰；
• 自研蛋白保护处理流程，兼容细胞、组织、血浆等多种样本来源；
• 搭配自主开发的数据解卷积与异构体识别算法，支持高通量异构体筛查与定量。

我们的服务已广泛应用于生物标志物开发、PTM研究、蛋白结构功能研究等多个领域，为基础科研与临床转化提供坚实的质谱支撑。

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；

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