Top-Down蛋白质组学是一种直接以完整蛋白质分子为分析对象的质谱策略，其核心思想是不经过酶解处理，直接对蛋白质进行质谱碎裂与测序，从而实现蛋白质的精准鉴定、翻译后修饰（PTMs）检测、剪接变体识别等。相比Bottom-Up蛋白质组学，Top-Down 方法可在保留蛋白质原始修饰状态（如翻译后修饰、剪切异构体等）的前提下，实现更全面的蛋白质鉴定与结构解析。

一、Top-Down蛋白质组学基本原理

Top-Down蛋白质组学是一种以质谱（MS）为核心的分析策略，通过直接将完整蛋白质引入质谱仪中进行离子化、分离和碎裂，以获取蛋白质一级结构信息、翻译后修饰（PTMs）、异构体等多维度信息。这种方法通常不涉及酶解步骤，与 Bottom-Up 中“先酶解再测肽段”的思路不同，Top-Down 强调的是对“原生蛋白质”的直接分析。

二、Top-Down蛋白质组学分析步骤

1、蛋白质提取与纯化

从样本中提取目标蛋白质，通常需使用去盐、缓冲液调节等步骤去除复杂背景成分，因 Top-Down 对样品纯度要求较高。

2、电喷雾电离（ESI）

使用软电离方式（通常为ESI），将完整蛋白质转化为带多个电荷的离子形式，使其适合进入质谱分析。

3、质谱检测

（1）首先进行一级质谱（MS1）检测，获取完整蛋白的精确分子量信息。

（2）选定目标蛋白质离子后，进行碎裂（MS/MS）操作。常用碎裂方式包括：

• CID（碰撞诱导裂解）
• ETD（电子转移解离）
• ECD（电子捕获解离）

这些技术能够产生大量序列相关的离子（b/y 离子或c/z 离子），用于进一步序列解析。

4、蛋白质序列解析

通过分析碎片离子图谱，重建蛋白质序列、确定修饰位点、识别突变与异构体。这一步通常依赖于专门的软件工具和数据库（如 ProSight, TopPIC 等）。

三、关键技术要点

1、多电荷离子形成：完整蛋白质较大，需要形成多个带电状态以进入高分辨质谱系统进行有效分离和检测。

2、高分辨质谱仪支持：例如 Orbitrap、FT-ICR 等，用于提供足够精度来区分复杂的碎片离子。

3、碎裂机制选择：选择合适的碎裂方式（如ETD适合保留PTMs信息）以获得丰富且高质量的序列碎片。

四、Top-Down蛋白质组学的优势

1、识别蛋白质异构体与变异形式（Proteoforms）

2、可区分同一基因表达出的不同修饰型蛋白质，适用于蛋白质功能调控研究。

3、精确定位 PTMs

4、无需推断修饰位置，能直接观察翻译后修饰的准确位点和修饰类型。

5、避免酶解误差

6、不依赖酶切效率，规避肽段冗余或缺失的误判。

五、Top-Down蛋白质组学的挑战与限制

1、分析通量低：难以实现大规模高通量分析。

2、对仪器要求高：需要极高分辨率与灵敏度的质谱设备。

3、蛋白质溶解与离子化难度大：尤其是疏水性蛋白或高分子量蛋白。

六、应用示例

1、单一蛋白研究：如分析某种激酶的多种修饰状态；

2、蛋白药物鉴定与质量控制：检测重组蛋白中的微小结构变化；

3、精准蛋白质组学：识别疾病中蛋白质修饰谱的变化；

4、蛋白质互作与复合体研究：分析复合蛋白中各子单元的修饰状态。

Top-Down 蛋白质组学是通过直接质谱分析完整蛋白质，以实现对其序列、翻译后修饰、变体和功能状态的全面解析。在百泰派克生物科技，我们融合先进的 Orbitrap 质谱平台与定制化样本前处理流程，可提供以下特色服务：高精度蛋白异构体鉴定；精确定位翻译后修饰（磷酸化、乙酰化等）；配合 Bottom-Up 数据进行综合蛋白质组解析，形成“Top-Down + Bottom-Up”联用策略；提供靶向 Top-Down 方法开发支持，适用于生物标志物发现、药物靶点鉴定等领域。

如果您正在探索更深层次的蛋白质结构功能研究，或希望挖掘蛋白质翻译后修饰的生物学意义，Top-Down蛋白质组学将是您的理想选择。欢迎联系我们，获取定制化方案与技术咨询。

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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6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!

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