生物信息學(xué)如何助力蛋白質(zhì)測序？

生物信息學(xué)如何助力蛋白質(zhì)測序？檢測技術(shù)服務(wù)詳情介紹

隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的指數(shù)級增長，dànbáizhì測序?qū)嶒?yàn)手段已難以滿足dànbáizhì組學(xué)對高通量、jīngzhǔn化和多維度信息挖掘的需求。從序列識別到結(jié)構(gòu)建模，從修飾位點(diǎn)預(yù)測到功能注釋，生物信息學(xué)正在全面重塑dànbáizhì測序的流程與效率。本文將帶你深入了解生物信息學(xué)如何賦能dànbáizhì測序，助力科研團(tuán)隊(duì)在更短時(shí)間內(nèi)獲取更高質(zhì)量的蛋白信息。

一、dànbáizhì測序的挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)驅(qū)動是關(guān)鍵

在實(shí)際研究或藥物開發(fā)中，dànbáizhì測序往往面臨如下典型挑戰(zhàn)：

• 大量原始質(zhì)譜數(shù)據(jù)（RAW）處理復(fù)雜，人工干預(yù)成本高

• 新蛋白或變異蛋白缺乏數(shù)據(jù)庫記錄，難以準(zhǔn)確注釋

• 存在大量翻譯后修飾（PTMs），需更高分辨能力

• 同源蛋白/異構(gòu)體多，區(qū)分困難 結(jié)構(gòu)信息缺失，難以理解功能機(jī)制

這些問題的核心在于：數(shù)據(jù)量大、信息維度復(fù)雜、分析流程碎片化。而生物信息學(xué)，正是連接原始數(shù)據(jù)與生物學(xué)結(jié)論的“翻譯引擎”。

二、生物信息學(xué)在dànbáizhì測序中的核心作用

在dànbáizhì測序的全流程中，生物信息學(xué)不僅是數(shù)據(jù)分析的技術(shù)工具，更是連接實(shí)驗(yàn)結(jié)果與生物學(xué)意義的橋梁。隨著質(zhì)譜精度和樣本通量的提升，dànbáizhì測序所依賴的生信能力也從“數(shù)據(jù)解碼”擴(kuò)展到“功能解讀”“結(jié)構(gòu)建模”乃至“系統(tǒng)級關(guān)聯(lián)分析”。具體來說，生物信息學(xué)在dànbáizhì測序中承擔(dān)以下五大核心任務(wù)：

1、原始質(zhì)譜數(shù)據(jù)解析與序列識別

質(zhì)譜測序輸出的是成千上萬條碎裂離子圖譜（MS/MS譜圖），這些圖譜無法直接轉(zhuǎn)化為氨基酸序列。生信算法通過譜圖識別、肽段匹配和數(shù)據(jù)庫搜索，將圖譜“翻譯”為蛋白序列。

（1）質(zhì)譜解析工具如MaxQuant、PEAKS、Proteome Discoverer，可自動提取特征峰、比對肽段、進(jìn)行假陽性控制；*

（2）de novo測序算法（如DeepNovo）可在缺乏數(shù)據(jù)庫支持的情況下，通過AI模型直接從譜圖推斷序列，尤其適用于未知蛋白或物種。*

這一過程是dànbáizhì測序中信息轉(zhuǎn)化的dìyī步，決定了后續(xù)功能注釋和定量分析的基礎(chǔ)質(zhì)量。

2、序列注釋與功能結(jié)構(gòu)預(yù)測

獲取蛋白序列后，下一步是理解它“可能做什么”。生信平臺可基于序列信息識別功能結(jié)構(gòu)域、信號肽、跨膜區(qū)、修飾位點(diǎn)等，為研究提供初步的功能假設(shè)。

（1）功能結(jié)構(gòu)注釋：借助InterProScan、Pfam、CDD 等數(shù)據(jù)庫，識別已知功能家族、酶活性區(qū)域或蛋白互作模塊；*

（2）信號與定位預(yù)測：如SignalP、TMHMM、DeepLoc 可判斷蛋白是否為膜蛋白、分泌蛋白或線粒體定位蛋白；*

（3）翻譯后修飾預(yù)測：如NetPhos、GPS、ModPred 可識別磷酸化、乙?；?、糖基化等潛在修飾位點(diǎn)。*

通過這一層分析，科研人員可快速定位關(guān)鍵功能區(qū)域并設(shè)計(jì)下游驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

3、三維結(jié)構(gòu)預(yù)測與結(jié)構(gòu)功能關(guān)聯(lián)分析

dànbáizhì的功能很大程度上依賴其空間構(gòu)象。生物信息學(xué)使得從一級序列出發(fā)，通過建模算法預(yù)測三維結(jié)構(gòu)成為可能。

（1）結(jié)構(gòu)預(yù)測平臺如AlphaFold2、I-TASSER、RoseTTAFold 可在無晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的情況下，準(zhǔn)確預(yù)測蛋白折疊狀態(tài)；*

（2）功能位點(diǎn)建模：通過結(jié)合結(jié)構(gòu)與序列信息，可以定位催化位點(diǎn)、配體結(jié)合區(qū)、抗原表位等關(guān)鍵區(qū)域；

（3）結(jié)構(gòu)可視化與注釋整合：結(jié)合PyMOL、UCSF Chimera 等工具，科研人員可構(gòu)建可交互的蛋白結(jié)構(gòu)模型，用于下游設(shè)計(jì)、突變模擬或分子對接。*

結(jié)構(gòu)層面的分析，顯著增強(qiáng)了對蛋白功能機(jī)制的理解，并為藥物設(shè)計(jì)和蛋白工程提供理論支持。

4、蛋白定量分析與表達(dá)模式挖掘

除序列與功能外，蛋白的豐度信息對于機(jī)制研究和生物標(biāo)志物篩選至關(guān)重要。生物信息學(xué)工具可對實(shí)驗(yàn)組與對照組中的蛋白表達(dá)進(jìn)行定量比較與統(tǒng)計(jì)分析。

（1）定量方法如label-free、TMT、iTRAQ 等，通過軟件平臺（如MSstats、Perseus）進(jìn)行差異表達(dá)分析；

（2）表達(dá)模式識別：通過聚類分析、熱圖繪制、主成分分析（PCA）等方法，揭示不同樣本或處理?xiàng)l件下的蛋白表達(dá)趨勢；

（3）統(tǒng)計(jì)顯著性計(jì)算：采用FDR校正、多重假設(shè)檢驗(yàn)等方法，確保結(jié)果的可信度與可重復(fù)性。

5、系統(tǒng)生物學(xué)整合與網(wǎng)絡(luò)功能分析

現(xiàn)代dànbáizhì測序已不再局限于“單蛋白”水平，而是通過全景式分析理解蛋白在整個(gè)生物系統(tǒng)中的作用。生物信息學(xué)在此階段實(shí)現(xiàn)了跨尺度的整合分析：

（1）通路富集分析：結(jié)合GO、KEGG、Reactome 數(shù)據(jù)庫，識別顯著富集的生物過程與信號通路；*

（2）蛋白互作網(wǎng)絡(luò)（PPI）：借助STRING、BioGRID 等資源，構(gòu)建蛋白互作圖譜，發(fā)現(xiàn)功能模塊與核心調(diào)控節(jié)點(diǎn)；*

（3）多組學(xué)聯(lián)合分析：結(jié)合轉(zhuǎn)錄組、代謝組、修飾組等數(shù)據(jù)，挖掘?qū)蛹壵{(diào)控關(guān)系，實(shí)現(xiàn)機(jī)制全景建模。

作為dànbáizhì組學(xué)服務(wù)領(lǐng)域的xiānxíngzhě，百泰派克生物科技高度重視生物信息學(xué)在測序中的賦能作用，構(gòu)建了質(zhì)譜平臺 + 生信平臺 + AI引擎三位一體的智能化服務(wù)體系。我們的能力包括：

* 自動化處理 >20萬條質(zhì)譜RAW數(shù)據(jù)的并行解析

• 支持未知蛋白de novo序列重構(gòu)與修飾標(biāo)注

• 提供從序列注釋到結(jié)構(gòu)預(yù)測的可視化報(bào)告

• 專家級生信解讀：富集分析、網(wǎng)絡(luò)建模、蛋白家族聚類等

• 接入AlphaFold、STRING、KEGG、UniProt等數(shù)據(jù)庫聯(lián)動分析

dànbáizhì測序的突破，不僅依賴質(zhì)譜硬件的升級，更依賴生信工具對數(shù)據(jù)的深度挖掘與智能解析。未來的dànbáizhì組學(xué)，不再是“測什么”，而是“怎么理解、怎么轉(zhuǎn)化為價(jià)值”。在百泰派克生物科技，我們提供的不只是dànbáizhì測序，更是一整套從原始數(shù)據(jù)到科研結(jié)論的數(shù)據(jù)驅(qū)動平臺。如果您正在進(jìn)行dànbáizhì組研究或靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，歡迎聯(lián)系我們的項(xiàng)目經(jīng)理，共同探索AI與生信賦能的無限可能。

百泰派克生物科技特色項(xiàng)目

一、蛋白測序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos質(zhì)譜儀及島津公司埃德曼降解測序系統(tǒng)對dànbáizhì序列進(jìn)行分析，提供基于質(zhì)譜的蛋白測序分析服務(wù)，包括對dànbáizhì的氨基酸組成分析，Nduāncèxù，Cduāncèxù和全序列分析，以及基于埃德曼降解的dànbáizhìN端序列分析服務(wù)。對于未知理論序列的dànbáizhì，提供基于從頭測序法的dànbáizhì從頭測序服務(wù)，對蛋白序列進(jìn)行分析。

※服務(wù)優(yōu)勢：

1.采用目前世界上優(yōu)良的質(zhì)譜儀器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可實(shí)現(xiàn)對所測定靶蛋白序列 100% 的覆蓋;

3.可測定蛋白N端多達(dá) 70個(gè)氨基酸序列;

4.可測定多種形式的樣品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白條帶;

5.樣品用量低: 蛋白樣品僅需 5-10ug，即可完成檢測;

6.測序不受N端封閉，PEC和和糖基化等N端修飾的影響。

二、dànbáizhì組學(xué)

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos質(zhì)譜平臺結(jié)合Nano-LC，提供定量dànbáizhì組學(xué)、靶向dànbáizhì組學(xué)、多肽組學(xué)、翻譯后修飾蛋白組學(xué)等多種dànbáizhì組學(xué)分析服務(wù)。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4Ddànbáizhì組學(xué)服務(wù)，助力微量樣本蛋白組學(xué)、大樣本群醫(yī)學(xué)及高通量修飾組學(xué)等研究工作。

※服務(wù)優(yōu)勢：

1 .高通量定量蛋白分析:多對照組大規(guī)模實(shí)驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)新的生物標(biāo)記物;

2.體內(nèi)體外多種dànbáizhì標(biāo)記方法，適用于分析組織、細(xì)胞、血液等多種樣品;

3.質(zhì)譜分析靈敏度高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)度高;

4.可檢測較低豐度蛋白，線性范圍廣;

5.zhuānyè生物信息學(xué)分析，分析更系統(tǒng)準(zhǔn)確。

三、單細(xì)胞質(zhì)譜流式技術(shù)分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm質(zhì)譜流式系統(tǒng)進(jìn)行單細(xì)胞質(zhì)譜流式技術(shù)分析，采用金屬元素標(biāo)記物（通常是金屬元素標(biāo)記的特異抗體）標(biāo)記細(xì)胞表面和內(nèi)部的分子，然后用流式細(xì)胞原理分離單個(gè)細(xì)胞，再用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）分析單個(gè)細(xì)胞的原子質(zhì)量譜，zuì后將原子質(zhì)量譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為細(xì)胞表面和內(nèi)部的信號分子表達(dá)量。

※服務(wù)優(yōu)勢：

1.技術(shù)優(yōu)良，*技術(shù)空白

采用金屬標(biāo)記抗體技術(shù)，避免了傳統(tǒng)流式熒光通道少且易相互影響的問題。可在單細(xì)胞層面上對多種指標(biāo)同時(shí)進(jìn)行表征，百泰派克生物科技可做到同時(shí)檢測51個(gè)目標(biāo)蛋白。

2.分析數(shù)量大，成本較低

單細(xì)胞RNAseq受成本等因素限制，所有樣本細(xì)胞匯總的分析數(shù)目一般在2x10^4個(gè)左右，而流式質(zhì)譜技術(shù)一次（單樣本）就可分析至少10^5的細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)了數(shù)量級的提高，且成本不高于單細(xì)胞RNAseq。

3.應(yīng)用前景大

①流式質(zhì)譜結(jié)果可以給出細(xì)胞亞群的變化，在臨床診斷、疾病機(jī)制研究等方面具有極大的研究前景；

②將金屬標(biāo)簽技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合會有新應(yīng)用方向。除常規(guī)蛋白外，質(zhì)譜流式細(xì)胞技術(shù)還可用于蛋白翻譯后修飾；

③可檢測細(xì)胞存活率、細(xì)胞大小、mRNA轉(zhuǎn)錄子表達(dá)量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度質(zhì)譜的免疫多肽組學(xué)分析及新抗原發(fā)現(xiàn)

百泰派克生物科技的基于高精度質(zhì)譜的免疫多肽組學(xué)分析及新抗原發(fā)現(xiàn)一站式解決方案包括我們專有的、高度敏感的免疫肽富集和鑒定方案。我們能夠幫助您實(shí)現(xiàn)10,000個(gè)以上I型多肽和10,000個(gè)以上II型多肽的鑒定和識別。通過我們優(yōu)化的高通量免疫多肽組學(xué)分析平臺進(jìn)行免疫肽組學(xué)分析，可從zuì小的樣品材料中進(jìn)行可重復(fù)的識別和定量。該服務(wù)可以應(yīng)用于大規(guī)模的研究，旨在助力科研工作者尋找癌癥、免疫疾病及傳染病的解決方案，深入挖掘未知的靶標(biāo)。

五、生物藥物表征

百泰派克基于高分辨率質(zhì)譜技術(shù)，MALDI TOF，高效色譜分離技術(shù)，提供一系列完善的生物藥物分析方案，從dànbáizhì、多肽、抗體、疫苗等生物制品的氨基酸組成和一級結(jié)構(gòu)分析，到產(chǎn)品變異性和純度分析。旨在提供優(yōu)質(zhì)生物藥物分析服務(wù)，幫助生物醫(yī)藥生產(chǎn)商提高生物藥物品質(zhì)。

百泰派克生物科技七大檢測平臺

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物質(zhì)譜多組學(xué)優(yōu)質(zhì)服務(wù)商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于為生物/制藥和醫(yī)療器械行業(yè)提供質(zhì)量控制檢測和項(xiàng)目驗(yàn)證等zhuānyè服務(wù)。公司實(shí)驗(yàn)室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法規(guī)和指導(dǎo)原則，通過CNAS/ISO9001雙重質(zhì)量體系認(rèn)證，建立了完備的質(zhì)量體系，數(shù)據(jù)冷熱/異地備份，設(shè)備定期計(jì)量/期間核查，軟件審計(jì)追蹤，為客戶提供一體化解決方案和技術(shù)服務(wù)，支持新藥研發(fā)、藥物申報(bào)注冊和生產(chǎn)放行。

1.公司采用ISO9001質(zhì)量控制體系，zhuānyè提供以質(zhì)譜為基礎(chǔ)的CRO檢測分析服務(wù)；

2.獲國家CNAS實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可，為客戶提供符合全球藥政法規(guī)的藥物質(zhì)量研究服務(wù)；

3.業(yè)務(wù)范圍覆蓋dànbáizhì組學(xué)、多肽組學(xué)、代謝組學(xué)、生物藥物表征、單細(xì)胞分析、單細(xì)胞質(zhì)譜流式、生信云分析以及多組學(xué)生物質(zhì)譜整合分析等；

4.七大質(zhì)量控制檢測平臺，滿足您一站式服務(wù)需求；

5.服務(wù)3000+企業(yè)，10000+客戶的選擇；

6.致力于為您提供優(yōu)質(zhì)的生物質(zhì)譜分析服務(wù)!

生物信息學(xué)如何助力蛋白質(zhì)測序？檢測技術(shù)服務(wù)詳情介紹