泛素化（ubiquitination）是一种高度动态且可逆的蛋白质翻译后修饰，参与调控几乎所有细胞过程，包括蛋白质降解、细胞周期调控、DNA修复、免疫信号转导和受体内吞。泛素作为一类76个氨基酸组成的小分子蛋白，其共价修饰作用就像给蛋白打上“命运标签”。近年来，随着蛋白质组学特别是质谱技术的快速发展，泛素化研究迎来了前所未有的高通量解析能力，为探索细胞内稳态调节机制提供了新路径。在诸多研究内容中，泛素化研究的核心要素主要包括三方面：决定修饰特异性的E3泛素连接酶、构成信号语言的泛素链类型，以及承载生物学意义的泛素化修饰位点。深入理解这三大要素，有助于全面把握泛素修饰在生命过程中的作用机制。

一、E3 泛素连接酶：决定泛素化特异性的关键因子

1、泛素化修饰依赖三级酶系统

三级酶系统包括E1（泛素激活酶）、E2（泛素结合酶）与E3（泛素连接酶）。其中，E3连接酶负责识别特定底物蛋白，并将激活的泛素共价连接到其赖氨酸残基上，是决定修饰特异性的核心因子。

2、E3酶根据结构和作用机制三大类

（1）RING型（Really Interesting New Gene）：通过与E2结合直接将泛素转移到底物；

（2）HECT型（Homologous to the E6AP Carboxyl Terminus）：自身先与泛素形成硫酯键后再转移到底物；

（3）RBR型（RING-between-RING）：结合了RING和HECT型的特点，先结合E2，再转移到底物。

3、多样的底物识别域增强泛素化调控的复杂性

每类E3酶具有特异性的底物识别域及调控机制，共同构建出高度复杂而精确的泛素化网络。

二、泛素化类型

1、泛素化修饰的方式与泛素链结构

（1）单泛素化（Monoubiquitination）：仅在单一位点连接一个泛素，常与膜蛋白内吞、转录调控相关；

（2）多泛素化（Multiubiquitination）：多个泛素分别修饰多个位点；

（3）多聚泛素链（Polyubiquitination）：泛素间以赖氨酸残基连接形成链，依据连接方式可细分为多种类型。

2、不同类型的泛素链不同的“信号”功能

（1）K48链：经典的蛋白质降解信号，指引蛋白进入26S蛋白酶体；

（2）K63链：不引导降解，广泛参与DNA损伤修复与免疫信号转导；

（3）K11链：与细胞周期调控密切相关；

（4）M1链：即线性泛素链，由泛素N端甲酰基与另一泛素Gly76形成肽键，调控NF-κB信号。

3、泛素链连接构建出类似“密码”的调控系统

不同连接模式构成了多样化的“泛素化编码”，为细胞提供精确调控手段。

三、泛素化位点的识别特征与研究价值

1、泛素化位点具有结构与序列选择性

泛素化多发生于溶剂暴露的赖氨酸（Lys）残基，但具体修饰位点受蛋白质结构、功能域与局部序列环境影响。泛素体学研究发现，关键通路中常富集保守的修饰位点，提示其调控潜力。

2、质谱鉴定依赖“GG标志肽段”与高效富集

赖氨酸泛素化后留有“GG”标记残基，质谱检测以此特征肽段为依据。然而修饰肽含量低，富集效率决定实验成败。

四、质谱在泛素化研究中的应用与挑战

1、质谱技术主要流程

（1）蛋白提取与消化：适配泛素保留的酶解体系；

（2）泛素化肽段富集：采用抗K-ε-GG抗体、TUBE、Ni-NTA亲和纯化等策略；

（3）质谱检测与定量：支持Label-free、TMT、iTRAQ或DIA等多种策略；

（4）数据分析：识别修饰位点、泛素链类型，结合通路分析解读生物学意义。

2、样本复杂性与低丰度构成研究挑战

修饰肽丰度低、背景复杂、数据解读难度大，亟需依赖标准化流程与专业技术平台。

泛素化（Ubiquitination）作为一种高度动态且精细的翻译后修饰机制，在细胞周期调控、蛋白质降解、信号转导和应激响应等生物过程中发挥着核心作用，正逐渐成为解析细胞命运决策与疾病发生机制的研究前沿。随着高分辨率质谱技术的不断革新，科学家现已能够对泛素化修饰进行大规模、高通量地识别与定量，深入构建泛素化修饰网络，挖掘关键调控节点，并解析其在神经退行性疾病、肿瘤发生、免疫调控等病理状态中的功能机制。百泰派克生物科技依托先进的蛋白质组学平台与成熟的富集策略，为泛素化研究提供从样本准备、修饰肽段富集、质谱检测到数据分析与功能注释的全流程、一体化技术服务。无论是泛素化位点鉴定、链型分析，还是泛素依赖的信号通路研究，我们均可为科研人员提供高灵敏度、高重复性的数据支持与个性化的实验方案设计。如果您正在开展泛素化相关课题研究，或面临实验设计与技术选型方面的挑战，欢迎随时联系百泰派克生物科技。

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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