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蛋白质修饰位点鉴定

产品简介

单蛋白修饰位点鉴定是一种通过质谱技术（如LC-MS/MS）对单个目标蛋白的翻译后修饰（PTMs）进行精准定位的技术。蛋白质的修饰（如磷酸化、糖基化、乙酰化、泛素化等）会显著影响其功能、稳定性、互作网络及亚细胞定位。通过鉴定修饰类型、修饰位点及修饰程度，可以揭示蛋白质的调控机制，为疾病研究、药物开发和基础生物学研究提供关键信息。

技术优势

  • 高灵敏度：可检测低至5-10 μg的蛋白样品，支持微量样本（如PVDF胶条、蛋白溶液）。

  • 多修饰类型覆盖：可鉴定磷酸化、糖基化、乙酰化、泛素化、甲基化、亚硝基化、二硫键等多种修饰。

  • 无偏检测：无需预设修饰类型，支持个性化靶向分析（如特定小分子药物修饰位点）。

  • 高准确性：通过一级和二级质谱数据结合数据库及生物信息学分析，确定修饰位点和修饰类型。

  • 无需富集：直接通过LC-MS/MS检测，避免修饰富集步骤的潜在偏差。

  • 快速高效：项目周期短（通常3-5周），支持高通量分析。

  • 灵活定制：可根据研究需求选择修饰类型（如仅分析磷酸化或联合分析多种修饰）。

  • 平台先进：采用Thermo Q Exactive HF-X、Orbitrap Fusion Lumos等高精度质谱仪，结合Nano-LC色谱系统。



技术路线

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应用领域

1、疾病机制与标志物开发

（1）癌症研究

案例：同源异型框蛋白Msx1的磷酸化位点鉴定（Nat Rev Mol Cell Biol, 2014）技术：IP + LC-MS/MS

成果：发现Msx1的152位和160位丝氨酸磷酸化，揭示其在细胞增殖中的作用。

应用：异常修饰筛选：识别肿瘤特异性修饰（如EGFR磷酸化位点异常）。

标志物开发：通过修饰位点差异开发癌症早筛标志物（如KRAS G12D突变伴随的乙酰化变化）。

（2）神经退行性疾病

案例：阿尔茨海默病中tau蛋白的磷酸化位点（J Proteomics, 2022）技术：LC-MS/MS + 功能验证

成果：发现tau蛋白Ser202/Thr205双磷酸化与神经纤维缠结形成相关。

应用：病理机制解析：揭示修饰异常导致蛋白聚集（如α-突触核蛋白泛素化缺陷）。

治疗靶点筛选：开发针对修饰酶（如PP2A）的抑制剂。

2、药物研发与靶点验证

（1）靶向药物设计

案例：激酶抑制剂靶点验证（Cell Chem Biol, 2023）技术：LC-MS/MS + 化学蛋白质组学

成果：鉴定小分子药物与CDK4的结合位点，优化药物选择性。

应用：药效评估：分析药物对靶蛋白修饰的调节（如BRAF抑制剂降低ERK磷酸化）。

耐药机制研究：发现耐药突变导致的修饰位点改变（如EGFR T790M突变影响酪氨酸激酶活性）。

（2）小分子药物修饰位点鉴定

案例：抗生素与靶蛋白结合位点（Antimicrob Agents Chemother, 2024）技术：LC-MS/MS + 交联质谱

成果：揭示万古霉素与细菌细胞壁前体的共价结合位点。

应用：药物优化：通过修饰位点指导药物结构改造（如提高抗生素耐药性）。

毒性预测：鉴定药物非靶向蛋白的意外修饰（如肝毒性相关蛋白）。

3、信号通路与功能调控

（1）细胞周期调控

案例：p53蛋白乙酰化与DNA损伤响应（Mol Cell, 2021）技术：LC-MS/MS + ChIP-seq

成果：发现K382乙酰化增强p53对促凋亡基因的转录激活。

应用：通路动态解析：追踪修饰在信号转导中的动态变化（如EGFR酪氨酸磷酸化级联）。

调控网络构建：结合蛋白互作数据，解析修饰介导的调控网络。

（2）代谢通路研究

案例：线粒体丙酮酸载体（MPC）的琥珀酰化（Cell Metab, 2023）技术：LC-MS/MS + 代谢组学

成果：发现K275琥珀酰化抑制MPC活性，影响葡萄糖代谢。

应用：代谢重编程：解析癌细胞代谢依赖的修饰（如HIF-1α羟基化调控）。

药物靶点筛选：开发针对代谢酶修饰的调控剂（如SIRT3激活剂）。

4、基础科学研究

（1）蛋白质功能解析

案例：组蛋白H3的甲基化与染色质重塑（Nature Genet, 2020）技术：LC-MS/MS + ChIP-seq

成果：发现H3K9me3与异染色质形成的关键关联。

应用：结构功能关系：解析修饰对蛋白构象的影响（如泛素链拓扑结构）。

进化保守性分析：比较物种间修饰位点的保守性（如人类与小鼠同源蛋白）。

（2）非编码RNA互作研究

案例：lncRNA与修饰蛋白互作网络（Cell, 2024）技术：RIP + LC-MS/MS

成果：发现lncRNA NEAT1通过乙酰化招募P-TEFb调控转录。

应用：RNA-蛋白互作：鉴定修饰介导的RNA结合蛋白（如m6A阅读器YTHDF3）。

表观遗传调控：解析lncRNA修饰对染色质状态的影响。

5、工业与环境研究

（1）工业微生物优化

案例：乳酸菌发酵中糖基化调控（Appl Environ Microbiol, 2023）技术：LC-MS/MS + 代谢组学

成果：发现糖基化增强乳酸脱氢酶稳定性，提高产酸效率。

应用：酶工程：通过修饰位点改造提高工业酶活性（如耐高温蛋白酶）。

菌株筛选：鉴定高产菌株的关键修饰特征（如淀粉酶磷酸化位点）。

（2）环境微生物研究

案例：深海微生物降解酶的修饰（Microbiome, 2024）技术：LC-MS/MS + 宏蛋白质组学

成果：发现脂肪酸氧化酶的二硫键修饰增强其耐压性。

应用：极端环境适应：解析嗜热、嗜盐微生物的修饰机制。

生物修复：筛选污染物降解菌的修饰靶点（如石油降解酶）。