下一代De Novo测序算法

De Novo测序，即从头推断肽段氨基酸序列，是蛋白质组学中识别未知蛋白、修饰肽段、抗体片段等的重要工具。相较于数据库搜索方法，De Novo测序不依赖参考数据库，适用于非模式物种、数据库不全、翻译后修饰、多变异样本等复杂场景。然而，传统的De Novo算法（如PEAKS、Novor、PepNovo等）在处理碎裂谱图歧义、长肽段错配、低丰度信号等问题时仍存在局限。面对这些挑战，下一代De Novo测序算法在模型架构、谱图表示、训练策略上进行了系统性革新。本文将聚焦这一技术演进，解析下一代算法的核心创新与落地应用。

 

一、De Novo测序的发展历程简述

 

 

二、下一代De Novo测序算法的关键技术创新

1、Transformer结构引入

相较传统的循环神经网络（LSTM），Transformer具有更强的长程依赖建模能力，能同时关注整个谱图中的碎片分布与上下文逻辑。典型模型如：

（1）AlphaPeptDeep：微软研究院与MPI合作开发，结合谱图与序列联合建模；

（2）Casanovo：Facebook团队提出，用Transformer直接从原始碎片向量预测肽段；

（3）pDeep3：结合预测谱图与反向打分，实现候选肽段重排名。

 

2、多模态数据输入

传统De Novo算法仅使用谱图，而下一代模型同时输入：

（1）MS/MS谱图数据（向量或图结构）

（2）序列上下文信息（残基频率、物种背景）

（3）实验参数（碎裂方式、仪器类型）

（4）可选结构/修饰先验

这类模型不仅能提升准确率，还提高了对非标准修饰与异构肽段的识别能力。

3、谱图预训练与迁移学习

与NLP领域的BERT、GPT类似，部分模型通过谱图预训练实现迁移学习：

（1）使用数百万条肽段谱图进行无监督学习；

（2）在小样本任务中依然保持高准确率；

（3）可适配不同质谱平台和酶切策略。

4、候选肽段打分重排序（Re-ranking）

引入后处理模块，对多个预测序列进行评分优化：

 

• 基于谱图相似性（如Cosine score）；
• 结合结构保守性与同源序列比对；
• 支持多肽异构体联合输出，提升结果鲁棒性。

 

三、应用优势：更智能、更敏感、更适用于高复杂样本

 

 

百泰派克生物科技的智能肽段分析平台

为满足不同项目需求，百泰派克搭建了多算法融合的智能De Novo测序平台，具备如下能力：

1、技术架构：

（1）算法引擎：整合DeepNovo、AlphaPeptDeep、Casanovo与自研模块；

（2）数据处理：支持DIA/DDA谱图解析、多酶切肽段、修饰识别；

（3）序列验证：支持合成肽对照谱图确认；

（4）功能注释：联合同源性搜索、结构预测辅助结果理解。

 

2、服务场景：

（1）抗体序列测定（单抗、人源化抗体、scFv）

（2）外泌体/脑脊液等微量蛋白样本分析

（3）新型天然肽段识别与活性预测

（4）非模式生物蛋白组构建

 

随着AI在蛋白组学中的深入融合，De Novo测序已从“尝试性技术”演变为“前沿主力工具”。下一代算法的不断突破，将极大扩展我们对未知肽段、变异蛋白、修饰结构的识别能力。在百泰派克生物科技，我们正积极推动“AI+蛋白组”的深度集成，构建高准确、高通量、可验证的De Novo测序解决方案。如果您有相关科研需求或项目合作意向，欢迎随时联系我们，探索下一代蛋白质识别新路径。

 

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；

4.七大质量控制检测平台，满足您一站式服务需求；

5.服务3000+企业，10000+客户的选择；

6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!