如何利用 LC-MS 分析亚细胞蛋白转位？

细胞不是静止不变的结构，而是充满动态调控的复杂体系。在多种生理或病理状态下，蛋白质会在细胞内不同亚细胞区室间重新定位，即发生亚细胞蛋白转位（subcellular protein translocation）。这种转位不仅反映了蛋白功能状态的改变，也直接参与信号转导、代谢调控、细胞周期、凋亡等关键生命过程。免疫荧光或细胞组分免疫印迹等手段虽能观察单一蛋白的空间变化，但在通量、分辨率和定量精度方面存在明显局限。LC-MS（液相色谱-质谱联用）技术，结合高效的亚细胞分馏方法，为系统性研究蛋白转位提供了高通量、高灵敏度和高空间分辨率的解决方案。

什么是亚细胞蛋白转位，为什么重要？

亚细胞蛋白转位指蛋白质在细胞不同区室之间的空间重新分布，常见的如从胞质进入细胞核、线粒体、内质网或溶酶体等。许多关键信号蛋白、转录因子、酶类等都依赖位置变化实现功能激活或调控。例如：

• NF-κB活化后转入细胞核，调控炎症相关基因表达

• Cytochrome C由线粒体释放至胞质，激活凋亡级联反应

• 某些激酶在磷酸化后由细胞膜转位至胞内特定区域

jīngzhǔn捕捉蛋白转位事件，不仅有助于解析信号通路的启动机制，也为靶点发现、药效评价和疾病研究提供空间层面的重要依据。

LC-MS 如何助力亚细胞蛋白转位研究？

与常规蛋白定位分析方法相比，LC-MS联用技术具有以下显著优势：

• 通量高：一次检测即可获得数千个蛋白在多个亚细胞区室的定量信息

• 定量jīngzhǔn：结合TMT、DIA等策略，jīngquè分析蛋白丰度变化

• 空间解析度强：借助亚细胞分馏技术，实现细胞核、胞质、线粒体等区室的细致区分

• 适配动态研究：可监测处理前后或时间梯度下蛋白分布的迁移趋势

这一技术体系使得亚细胞蛋白转位从单个验证进入系统生物学研究范畴。

实验设计与关键步骤

1、细胞处理与实验条件设定

实验设计应根据研究目标设定刺激条件与时间点，例如：

（1）生长因子（EGF、TGF-β）或炎症因子（TNF-α）刺激；

（2）药物处理（激动剂/抑制剂）；

（3）应激诱导（如ROS、高温、低氧等）；

（4）推荐设置多个时间点和生物学重复，以提升对动态变化的捕捉能力和数据可靠性。

2、亚细胞组分分离策略

成功的亚细胞分馏是LC-MS分析蛋白转位的前提。常用方法有：

（1）差速离心（Differential Centrifugation）

按颗粒大小依次分离细胞核、线粒体、内质网、胞质等，操作简便但分辨率较低。

（2）密度梯度离心（Sucrose/OptiPrep）

提供更精细的胞器分离能力，适合需要区分结构相近胞器的实验。

3、蛋白提取与酶解

提取后的亚细胞组分需要统一进行蛋白定量、还原烷基化、酶解等步骤。典型流程如下：

（1）加入裂解缓冲液，超声或化学裂解蛋白；

（2）DTT还原，IAA烷基化破坏二硫键；

（3）胰蛋白酶酶解过夜；

（4）使用C18固相萃取纯化肽段。

4、LC-MS/MS 分析策略

依据样本数量与研究目的选择适合的质谱定量方式：

（1）TMT/iTRAQ 多重标记：适合多组比较、时间梯度研究，通量高、定量jīngquè。

（2）Label-Free （LFQ）：流程灵活，适合初步探索或预算有限项目。

（3）DIA（Data Independent Ac）：重现性强，适合动态研究，尤其能jīngzhǔn捕捉低丰度亚细胞蛋白转位。

5、数据分析与转位蛋白筛选

（1）数据归一化与可视化：统一不同样本与组分间的定量数据，通过Z-score、总强度等方式归一化后，可用PCA、热图等方式呈现蛋白分布模式变化。

（2）转位判定标准：蛋白在不同处理组中出现空间分布重定位，例如由胞质转至细胞核，可定义为发生亚细胞蛋白转位，统计上要求Fold Change > 2，p值显著。

（3）生物信息挖掘：结合UniProt、Human Protein Atlas等数据库注释蛋白原始定位，利用GO/KEGG通路富集分析探索其功能变化及潜在的生物学意义。

亚细胞蛋白转位研究为我们打开了蛋白质功能调控的“空间之门”。从胞质到细胞核，从线粒体到胞外，每一次位置变化都承载着生物学意义。在疾病研究、药物靶点发现、信号通路解析等领域，深入理解蛋白的空间动态正在成为新的科研趋势。LC-MS质谱平台以其高灵敏度与多维解析能力，为这类研究提供了强有力的技术支撑。百泰派克生物科技致力于构建高分辨率、系统化的亚细胞蛋白转位分析流程，帮助科研人员jīngquè捕捉每一个转位事件的信号。欢迎联系我们，开启您的空间蛋白质组探索之旅！

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百泰派克生物科技特色项目

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。

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。

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。

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。

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；

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