随着高通量测序技术的发展，越来越多的新蛋白质被鉴定出来，但其中相当一部分尚未注释功能。在这一背景下，蛋白质序列分析成为理解蛋白质功能的第一步。本文将系统梳理蛋白质序列分析常用策略，并探讨如何结合多种生物信息学工具，提高功能预测的准确性和可信度。

一、为什么蛋白质序列能够揭示功能？

蛋白质的氨基酸序列决定了其空间结构，而结构往往决定功能。虽然不同蛋白可能序列差异显著，但保守结构域（conserved domains）和功能基序（motifs）往往跨物种保留，是功能预测的关键线索。例如，激酶蛋白中的ATP结合位点、磷酸转移位点，在序列上通常具有高度保守性。此外，同源蛋白之间的功能趋同性，为“同源比对推断功能（homology-based functional inference）”提供了理论基础。

二、蛋白质序列功能预测的核心策略

1、同源比对（Homology Search）

通过比对已知功能的蛋白质数据库，找到与目标序列相似的蛋白，是最直接有效的方式。常用工具包括：

（1）BLASTp：用于本地或在线快速比对，推荐设置E-value阈值<1e-5，以确保比对质量。

（2）HMMER：基于隐藏马尔可夫模型（HMM），对保守结构域识别更敏感，常用于Pfam数据库的结构域注释。

2、结构域识别与功能注释

结构域是蛋白质的功能和结构单位。通过识别序列中是否存在已知结构域，可以推断蛋白的功能倾向。Pfam、SMART、InterProScan：这些数据库整合了大量结构域信息，可用于序列注释。

3、蛋白质结构预测与功能推断

近年来，借助AlphaFold2等深度学习模型，即使没有晶体结构也能高置信度预测蛋白质三维结构。结构信息可以辅助：

（1）分析催化口袋、配体结合位点

（2）与已知结构进行结构比对（structural alignment）

（3）构建蛋白-配体对接模型，预测潜在活性

4、蛋白质序列分析特征提取+机器学习预测当序列没有明显同源蛋白时，人工智能成为新希望。可以从蛋白质序列中提取特征（如氨基酸组成、二级结构概率、物理化学属性等），用于机器学习模型训练与预测。

（1）常用特征：AAC, DPC, PSSM profile

（2）常用算法：SVM, Random Forest, CNN, Transformer

（3）应用示例：预测蛋白质功能类别（GO term）、亚细胞定位、相互作用蛋白等

5、结合蛋白互作网络（PPI）与功能模块

蛋白质功能往往不孤立存在。通过PPI数据库（如STRING、BioGRID）分析目标蛋白的相互作用伙伴，可以在系统水平上预测其功能。

（1）若目标蛋白与多种已知信号通路核心蛋白互作，暗示其参与该生物过程

（2）可结合图神经网络（GNN）进一步提高预测准确性

三、多策略整合，提高功能预测可信度

单一策略的预测往往存在偏差，因此在实际应用中推荐采取多种方法整合验证（integrated approach）

百泰派克生物科技如何助力您的功能预测研究？

在百泰派克生物科技，我们深知蛋白质功能注释在基础研究与新药研发中的重要价值。我们基于蛋白质组、代谢组平台整合AI预测、结构建模与功能注释服务，提供：

* 高质量蛋白质序列解析服务

• 多数据库交叉注释与验证
• 结构预测 + 小分子对接 + 功能通路整合分析
• 为候选药物靶点提供功能预测报告

我们的专家团队不仅掌握主流生物信息学工具，也可根据项目需求进行个性化分析。无论您是刚发现一个潜在蛋白，还是需要高通量功能筛选，我们都可为您提供数据驱动的功能注释支持。

蛋白质功能预测是一个复杂但充满潜力的过程，从序列信息出发，通过同源比对、结构识别、AI建模、网络分析等多种策略，可以逐步揭示蛋白质的生物学角色。借助百泰派克生物科技的一站式蛋白功能注释解决方案，您将大大加快科研进程，助力发现更多生命奥秘。

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；

4.七大质量控制检测平台，满足您一站式服务需求；

5.服务3000+企业，10000+客户的选择；

6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!

>>点击了解更多优质服务项目