从样本准备到数据解读：组蛋白PTMs分析标准流程全解析

组蛋白翻译后修饰（post-translational modifications, PTMs）是调控染色质结构与基因表达的关键机制，组蛋白PTMs广泛参与胚胎发育、细胞分化、DNA损伤修复等生命过程。得益于高分辨质谱技术的快速发展，科研人员如今得以从整体水平深入分析组蛋白修饰谱图，为表观遗传调控研究提供了强有力的技术支撑。组蛋白PTMs的检测与解析远非蛋白质组那样“标准化”。由于修饰种类繁多、位置高度特异、修饰共存频繁，组蛋白PTMs整个分析流程对实验设计、样本处理、质谱策略与数据解读都提出了更高要求。

一、组蛋白PTMs实验前的准备：样本类型与前处理策略

1、适合组蛋白PTMs分析的样本类型

（1）细胞株（如HeLa、ESC、iPSC）

（2）组织样本（脑组织、肝组织、胚胎切片）

（3）低量或微量模型（如类器官、早期胚胎、单个胚泡）

2、组蛋白PTMs中细胞/组织裂解与核提取

（1）采用高渗缓冲液与温和超声波裂解方式，确保染色质完整释放

（2）结合微量DNA酶/微球处理，可有效富集核组蛋白区域

3、组蛋白PTMs中组蛋白富集与蛋白定量

（1）常用酸提法（HCl或H2SO4）提取组蛋白，保留修饰信息

（2）定量采用BCA法或SDS-PAGE结合Coomassie染色核查完整性

二、酶解策略与修饰保护：确保高质量肽段生成

1、Bottom-up策略：化学衍生与分步酶解

（1）组蛋白氨基端富含Lys/Arg，常规Trypsin酶解易产生过短肽段

（2）优化策略包括丙酰化衍生处理 + GluC/ArgC联合酶解

（3）可生成长度适宜、修饰位点可解析的特征肽段

2、修饰保护策略：避免乙酰/甲基/磷酸等位点脱修饰

（1）使用HDAC/HMT抑制剂防止修饰流失

（2）样本处理全程控制低温并加入去磷酸化/去甲基化抑制剂

3、去盐纯化与上样准备

（1）通过C18脱盐柱进行肽段纯化

（2）溶液控制在0.1% FA/2% ACN体系中，适配高分辨质谱上样

三、组蛋白PTMs质谱检测方案设计：平台选择与采集参数优化

1、平台选择：高分辨+高灵敏是核心

（1）Orbitrap Exploris 480、Fusion Lumos、Q Exactive HF等平台适配多修饰检测

（2）推荐使用DDA（数据依赖采集）+ PRM（平行反应监测）联合策略提高定量准确性

2、重要参数优化

（1）MS1分辨率 ≥60,000，确保修饰异构体分离

（2）使用HCD碎裂方式，保留修饰位点的离子特征

（3）合适的动态排除窗口设置，提升低丰度修饰检测概率

3、多修饰组合检测的挑战与对策

（1）同一肽段可存在多种修饰组合（如H3K9ac+K14me1）

（2）结合Middle-down方法与多酶切策略可提高协同修饰解析度

四、组蛋白PTMs数据分析与生物信息解读：还原修饰动态全景图谱

1、数据库检索与PTM定位

（1）使用Byonic、Mascot、MaxQuant等数据库进行肽段比对与修饰位点确认

（2）设置修饰类型（如Acetyl[M]、Methyl[K]、Phospho[S/T]）作为变量修饰，提高检出率

2、定量策略选择

（1）Label-free：适合样本量小或需广泛比较的实验设计

（2）TMT/iTRAQ标记：适合多组样本并行定量，提高跨批次准确性

3、下游功能分析

（1）修饰模式聚类（heatmap, PCA）

（2）功能富集分析（GO, KEGG pathways）

（3）与转录组/甲基化组等多组学联动分析，揭示调控网络

4、关键生物问题解答

（1）哪些修饰在胚胎发育关键阶段显著上调/下调？

（2）H3K27me3在不同谱系中是否具备特异性富集模式？

（3）是否存在表观“开关型”修饰，调节干细胞向特定方向分化？

组蛋白PTMs作为基因调控网络中的关键节点，正受到越来越多生命科学研究者的关注。精细、准确的修饰谱分析不仅有助于揭示表观调控机制，更是干细胞研究、发育生物学、肿瘤机制研究的基础保障。选择百泰派克生物科技，开启您的组蛋白PTMs研究之旅，让每一个修饰信号都jīngzhǔn“发声”，助力科研突破新高度。

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 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。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.zhuānyè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，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，zuì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进行表征，百泰派克生物科技可做到检测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zuì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zhuānyè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，zhuānyè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；

4.七大质量控制检测平台，满足您一站式服务需求；

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6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!

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