组蛋白作为染色质的核心结构蛋白，不仅负责DNA的包装与结构维持，还通过各种翻译后修饰（PTMs）调控基因表达、DNA修复、染色质重塑等关键生命过程。组蛋白修饰类型丰富，最常见的包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化等。这些修饰构成了所谓的“组蛋白密码”（Histone Code），是表观遗传调控的重要基础。随着质谱技术的不断演进，如今可以高通量、定量地解析组蛋白修饰的具体位点和修饰类型，揭示其在细胞命运、疾病发生中的作用机制。

一、组蛋白修饰类型一：组蛋白乙酰化（Acetylation）

1、机制与功能

乙酰化主要发生在赖氨酸残基（K）上，常见于组蛋白H3和H4的N端尾部，如H3K9ac、H3K27ac。该修饰会中和赖氨酸正电荷，弱化组蛋白与DNA的结合，通常与基因激活相关。

2、质谱标志特征

（1）质量变化：每个乙酰化增加 +42.0106 Da

（2）典型片段离子：b、y离子中出现修饰质量偏移

（3）酶切策略：由于修饰多位于N端，需配合适当的蛋白酶（如GluC、AspN）提高肽段覆盖率

（4）衍生化处理：使用化学乙酰化封闭未修饰赖氨酸，提高分析特异性

二、组蛋白修饰类型二：组蛋白甲基化（Methylation）

1、机制与功能

甲基化可发生于赖氨酸（K）和精氨酸（R）上，且存在单甲基化（me1）、双甲基化（me2）和三甲基化（me3）等多种状态。不同甲基化位点与基因激活或抑制密切相关，例如H3K4me3（活跃启动子标志）与H3K27me3（沉默标志）。

2、质谱标志特征

（1）质量变化

• Me1：+14.0157 Da
• Me2：+28.0314 Da
• Me3：+42.0470 Da

（2）位点鉴定难点

甲基化质量偏移较小，需高分辨率和高质量准确度仪器支持

（3）同位素标记策略

可结合SILAC或重标记甲基试剂，提高定量准确性

三、组蛋白修饰类型三：组蛋白磷酸化（Phosphorylation）

1、机制与功能

磷酸化通常作用于丝氨酸（S）、苏氨酸（T）和酪氨酸（Y）残基，通过快速可逆的调控方式影响染色质构象与细胞周期进程。典型位点包括H3S10ph、H3T3ph等。

2、质谱标志特征

（1）质量变化：+79.9663 Da

（2）特征离子：

• 出现中性丢失（-98 Da，磷酸基团）
• 多为低丰度、易降解，需使用ETD或EThcD等温和碎裂技术

（3）富集策略：需配合TiO₂或IMAC富集方法提高修饰肽检出率

四、组蛋白修饰类型四：组蛋白泛素化与类泛素修饰（Ubiquitination/SUMOylation）

1、机制与功能

泛素化涉及小分子蛋白（如Ub、SUMO）共价连接至赖氨酸残基，是调控蛋白降解、信号转导、DNA修复的重要机制。在组蛋白上，H2AK119ub与H2BK120ub等修饰参与转录调控和染色质重塑。

2、质谱标志特征

（1）残留质量标志：泛素化后胰蛋白酶消化，保留 Gly-Gly 残基（+114.0429 Da）

（2）异构体鉴别：同位素编码标签（如TMT、iTRAQ）结合MS3可提高鉴定准确性

（3）修饰位点稀少：需高效富集与DDA或DIA方法结合使用

五、组蛋白修饰多重共存与串扰

1、协同与拮抗机制

组蛋白往往同时携带多种修饰，这些修饰之间可能存在协同或拮抗关系（称为“修饰串扰”）。例如，H3K9ac通常排斥H3K9me3。

2、质谱分析要点

（1）需关注组合修饰肽段

（2）可使用串扰建模、条件共现分析等技术判定修饰间关系

（3）碎裂方式和数据分析策略对解析串扰非常关键

六、质谱平台选择与实验设计建议

1、平台配置

（1）高分辨率、高灵敏度仪器：推荐Orbitrap Eclipse、Exploris 480

（2）具备ETD/EThcD碎裂能力，适合不稳定修饰保留与定性分析

2、样本前处理

（1）抗体富集（如抗H3K27ac）

（2）化学衍生化辅助修饰特异识别

3、数据分析工具

（1）常用数据库搜索工具：Mascot、MaxQuant、pFind

（2）组蛋白修饰专用软件：EpiProfile、MS-Annika

组蛋白修饰的多样性和复杂性正是其表观调控功能的体现。借助先进的质谱平台与优化的样本处理方案，科研人员可以更深入地解析修饰位点、识别关键生物标志物，推动表观遗传学、癌症生物学及药物开发等领域的发展。百泰派克生物科技深耕蛋白质组学与表观组学平台，提供涵盖乙酰化、甲基化、磷酸化及泛素化修饰分析的一站式技术解决方案。无论是基础研究还是临床转化，致力于为您的科研提供精准、可靠的技术支撑。如需了解更多组蛋白修饰分析方案或定制化质谱检测服务，欢迎访问百泰派克生物科技官网，或联系技术支持团队获取免费方案咨询。

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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