從碎片到完整：AI驅(qū)動的蛋白全長測序技術(shù)如何解決翻譯后修飾難題？檢測技術(shù)服務(wù)詳情介紹

dànbáizhì的結(jié)構(gòu)與功能不僅由氨基酸序列決定，更受多種翻譯后修飾（Post-translational Modifications, PTMs）精細(xì)調(diào)控。磷酸化、乙?；?、糖基化、泛素化等PTMs在信號傳導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、細(xì)胞周期、應(yīng)激反應(yīng)等生物過程中發(fā)揮著核心作用。然而，這些修飾的多樣性和復(fù)雜性也使其難以全面識別和定量，尤其是在未知蛋白或變異區(qū)域中，傳統(tǒng)的測序與分析方法往往難以勝任。

近年來，蛋白全長測序（Full-length Protein Sequencing）技術(shù)不斷發(fā)展，尤其是在人工智能算法輔助下的譜圖解析能力提升顯著，為翻譯后修飾的識別提供了新的解決思路。本文將系統(tǒng)解析AI驅(qū)動的蛋白全長測序技術(shù)如何解決PTMs識別的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，并探討其在生物醫(yī)藥與基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用潛力。

一、蛋白全長測序的原理與挑戰(zhàn)

蛋白全長測序指通過質(zhì)譜等手段，從dànbáizhì的N端到C端解析出完整的一級結(jié)構(gòu)序列。與傳統(tǒng)基于數(shù)據(jù)庫比對的肽段鑒定不同，全長測序更側(cè)重于通過質(zhì)譜數(shù)據(jù)中的碎片離子信號進(jìn)行序列拼接與重構(gòu)，特別是在缺乏已知參考序列的背景下，這一策略更具優(yōu)勢。

但dànbáizhì在細(xì)胞內(nèi)往往攜帶多種翻譯后修飾，這些修飾一方面改變了肽段的質(zhì)量、保留時間甚至碎裂行為，另一方面又可能缺乏穩(wěn)定的特征離子，使得其在傳統(tǒng)分析流程中易被遺漏或誤判。此外，PTMs的低豐度、異質(zhì)性和位點(diǎn)依賴性也給測序帶來挑戰(zhàn)。因此，若要實(shí)現(xiàn)對修飾蛋白的準(zhǔn)確測序，必須在技術(shù)策略與數(shù)據(jù)分析層面同時優(yōu)化。

二、AI在蛋白全長測序中的關(guān)鍵角色

隨著質(zhì)譜儀器的分辨率和靈敏度不斷提升，質(zhì)譜數(shù)據(jù)量急劇增長。如何從復(fù)雜、高維、低信噪比的譜圖中準(zhǔn)確提取修飾信息，成為全長測序中的核心問題之一。人工智能，尤其是以深度學(xué)習(xí)為代表的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，正在為這一問題提供有效解決方案。

AI輔助蛋白全長測序主要包括以下幾個方面：

1、譜圖解析與De novo序列重構(gòu)

AI模型可自動識別b離子、y離子等碎片模式，從中推斷肽段序列，尤其適用于無數(shù)據(jù)庫背景下的De novo測序任務(wù)。相比傳統(tǒng)啟發(fā)式算法，AI在處理不完整譜圖和非典型碎裂行為時更具魯棒性。

2、翻譯后修飾識別與分類

AI模型可以通過學(xué)習(xí)大量已知修飾譜圖，識別PTMs在質(zhì)譜數(shù)據(jù)中表現(xiàn)出的特征模式，如中性丟失、特征離子組合等，并區(qū)分不同類型修飾（如磷酸化、甲基化等）的典型特征。

3、多酶數(shù)據(jù)整合與序列拼接

結(jié)合不同酶切方式生成的互補(bǔ)譜圖數(shù)據(jù)，AI可進(jìn)行序列拼接與冗余肽段整合，提高全序列覆蓋度，輔助修飾位點(diǎn)的定位。

4、修飾可信度評分與位點(diǎn)預(yù)測

AI算法可對候選修飾位點(diǎn)進(jìn)行評分，結(jié)合質(zhì)譜峰強(qiáng)度、保留時間、結(jié)構(gòu)背景等多維信息，提升修飾鑒定的可靠性與解釋能力。

三、可識別的常見PTMs類型及其識別策略

目前，AI輔助質(zhì)譜分析在以下幾類修飾的識別中表現(xiàn)較好：

• 磷酸化：可檢測+79.97 Da質(zhì)量差及中性丟失碎片，在ETD、EThcD碎裂模式中識別效率較高

• 乙?；撼Ｒ娪诘鞍譔端和Lys位點(diǎn)，質(zhì)量變化為+42.01 Da，穩(wěn)定性較好

• 氧化與羥基化：質(zhì)量變化為+15.99 Da，需結(jié)合序列上下文判斷差異

• 泛素化：通過識別Gly-Gly修飾特征離子實(shí)現(xiàn)，典型質(zhì)量變化為+114.04 Da

• 糖基化：修飾質(zhì)量跨度大（+203至幾千Da），AI輔助的特征峰識別和數(shù)據(jù)庫檢索對其解析尤為關(guān)鍵

值得注意的是，低豐度修飾和非典型修飾仍是識別難點(diǎn)，需要通過樣本富集、高分辨儀器和深度學(xué)習(xí)模型協(xié)同優(yōu)化。

四、應(yīng)用價值與未來發(fā)展

隨著蛋白組學(xué)研究對結(jié)構(gòu)精度與功能解析提出更高要求，蛋白全長測序正逐漸成為抗體測序、重組dànbáizhì量控制、功能蛋白變異研究等領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)路線。AI輔助識別翻譯后修飾不僅有助于提升序列信息的完整性，也為功能預(yù)測、結(jié)構(gòu)建模、靶點(diǎn)驗證等后續(xù)研究提供更具生物學(xué)意義的數(shù)據(jù)支撐。未來，蛋白全長測序的自動化與標(biāo)準(zhǔn)化水平將持續(xù)提升，AI在修飾識別、數(shù)據(jù)解讀與知識圖譜構(gòu)建中的作用也將更加突出，推動蛋白組學(xué)進(jìn)入更高分辨率、更高通量的時代。

從碎片化的質(zhì)譜數(shù)據(jù)中重構(gòu)出完整蛋白序列，并同時識別其中的翻譯后修飾，是當(dāng)前dànbáizhì組學(xué)技術(shù)面臨的重大挑戰(zhàn)。AI的加入，不僅為蛋白全長測序提供了強(qiáng)大的解析能力，也為復(fù)雜修飾體系的準(zhǔn)確識別提供了技術(shù)保障。在人工智能與高分辨質(zhì)譜的協(xié)同推動下，蛋白結(jié)構(gòu)與功能研究正邁入一個更加清晰、jīngzhǔn的新時代。如需進(jìn)一步了解蛋白全長測序服務(wù)方案、翻譯后修飾分析流程或AI質(zhì)譜算法平臺，歡迎聯(lián)系百泰派克生物科技獲取詳細(xì)資料。我們致力于為dànbáizhì研究提供jīngzhǔn可靠的解決方案。

百泰派克生物科技特色項目

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)胞原理分離單個細(xì)胞，再用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）分析單個細(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?？稍趩渭?xì)胞層面上對多種指標(biāo)同時進(jìn)行表征，百泰派克生物科技可做到同時檢測51個目標(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個以上I型多肽和10,000個以上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)量控制檢測和項目驗證等zhuānyè服務(wù)。公司實(shí)驗室遵循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)備定期計量/期間核查，軟件審計追蹤，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)!

從碎片到完整：AI驅(qū)動的蛋白全長測序技術(shù)如何解決翻譯后修飾難題？檢測技術(shù)服務(wù)詳情介紹