蛋白质是细胞执行各种生命活动的核心分子。然而，蛋白质在合成完成后并不立刻“投入使用”，它们往往还需经历一系列精细调控的翻译后修饰（Post-Translational Modifications, PTMs）。这些修饰对蛋白质的结构、功能乃至其在细胞中的命运具有深远影响。本文将聚焦翻译后修饰如何调节蛋白质功能，剖析其在信号转导、代谢调控和疾病机制中的关键作用，并简要介绍基于质谱的PTM研究方法，助力科研人员精准解析蛋白质动态调控网络。

一、翻译后修饰：蛋白质功能的“调控开关”

翻译后修饰指的是蛋白质合成完成后，特定位点被酶促添加（或去除）化学基团、短肽链或其他分子结构的过程。常见的PTM类型包括磷酸化、乙酰化、泛素化、甲基化、糖基化等。这些修饰常通过改变蛋白质的电荷、构象或互作界面，调节其功能状态。例如：

• 磷酸化：可激活或抑制酶活性；
• 乙酰化：影响转录因子与DNA结合能力；
• 泛素化：标记蛋白质进入降解通路；
• 糖基化：则常参与细胞识别与免疫应答。

PTM的“位置特异性”和“时间动态性”使其成为极具调控精度的机制，细胞可通过不同的修饰组合，实现对同一蛋白的多层次调控。

二、信号转导中的调控核心

细胞信号转导几乎依赖于PTM作为信号的“编码语言”。以磷酸化为例，激酶通过在底物蛋白上添加磷酸基团，迅速改变其功能状态，实现信号的传递、放大或终止。这一过程不仅快速、可逆，且高度特异，确保细胞对内外刺激作出精准响应。此外，多种PTM常协同存在，如同“分子开关阵列”，共同决定信号通路的活性。例如在免疫细胞中，特定的磷酸化和泛素化模式可控制受体的激活门限与下游应答强度，精准调节免疫反应的发生和终止。

三、代谢与细胞命运的隐性调节者

在代谢调控中，翻译后修饰参与了关键酶的活性调节和代谢通路的重编程。特别是在应激状态下，细胞可通过快速修饰调控代谢酶活性，从而优化能量分配和资源利用。此外，PTM还与细胞命运密切相关。例如，组蛋白乙酰化和甲基化通过重塑染色质结构，决定特定基因的表达状态，在干细胞分化、细胞衰老和癌变过程中扮演关键角色。

四、疾病机制中的“隐形推手”

翻译后修饰的异常被广泛认为是多种疾病的重要诱因。例如：

• 神经退行性疾病中，异常磷酸化与蛋白聚集密切相关；
• 肿瘤中，异常泛素化通路会导致抑癌蛋白过度降解；
• 代谢疾病则常伴随乙酰化模式的紊乱，影响代谢酶的功能状态。

因此，PTM不仅是基础研究的热点，也成为临床生物标志物和药物靶点研究的重要方向。

五、如何研究PTM？质谱技术赋能精准解析

研究PTM面临的最大挑战是其低丰度、动态性强和修饰种类繁多。质谱（Mass Spectrometry, MS）作为高灵敏度、高分辨率的检测手段，已成为PTM研究的核心技术平台。通过酶切、富集、标记及串联质谱等技术组合，科研人员可实现对特定PTM类型（如磷酸化位点、乙酰化位点）的精准识别与定量。这些数据不仅有助于揭示蛋白质调控网络，还可用于构建动态信号通路模型，挖掘疾病关键节点。在实际研究中，选择合适的质谱平台与样本处理流程至关重要。例如，不同修饰类型对样本保存、酶切方式及富集策略有不同要求。经验丰富的质谱技术平台能够提供系统优化的PTM研究方案，帮助科研人员高效获取可发表的数据。

翻译后修饰是蛋白质功能调控的重要层级，它们如同隐藏在蛋白质背后的“第二密码”，精细调节着生命系统的稳定性与灵活性。深入理解PTM的动态调控机制，不仅有助于揭示生命过程的本质，也为疾病干预和药物开发提供了重要线索。百泰派克生物科技长期专注于翻译后修饰蛋白组分析服务，依托先进的质谱平台和丰富的项目经验，可提供磷酸化、乙酰化、糖基化等多类型PTM的系统分析解决方案。

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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