远紫外与近紫外CD光谱在蛋白质结构研究中的区别与应用

圆二色性光谱（Circular Dichroism, CD）是一种敏感而非破坏性的光谱技术，广泛应用于蛋白质结构研究。依据测量波长的不同，CD光谱可分为远紫外（Far-UV, 190–250 nm）与近紫外（Near-UV, 250–320 nm）两个波段，两者在探测蛋白质不同层级结构方面具有各自独特的优势。本文将系统阐述这两种CD技术的主要区别及其在蛋白质结构研究中的典型应用场景。

 

一、远紫外CD：揭示蛋白质的二级结构特征

远紫外CD光谱主要反映肽键对圆偏振光的差异吸收，因而能够有效评估蛋白质的二级结构组成，包括α-螺旋、β-折叠和无规卷曲等。不同二级结构在远紫外波段具有特征性吸收峰，使得研究人员能够通过CD谱图初步判断蛋白质的构象状态及其变化趋势。

※ 远紫外CD常用于以下场景：

 

• 蛋白质折叠与解折叠研究
• 稳定性评估（如热熔解温度Tm测定）
• 缓冲条件、pH、离子强度对构象影响的分析

 

由于水和常规缓冲液在190–200 nm区间具有较强吸收，实验通常使用低浓度样品、短光程比色皿，并优化缓冲体系以提高谱图质量。

 

二、近紫外CD：探测蛋白质三级结构环境

近紫外CD光谱主要来自芳香族残基（如苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸）及二硫键的构象对称性变化，因此可反映蛋白质三级结构中侧链环境的有序程度与构象完整性。当蛋白质发生局部折叠、构象调整或配体结合时，这一波段的谱图往往发生可观变化。

※ 近紫外CD在以下研究中具有重要价值：

 

• 蛋白质构象完整性评价
• 配体结合前后的构象响应监测
• 不同表达体系或纯化工艺下的蛋白结构一致性对比

 

需要注意的是，近紫外CD信号相对较弱，对样品浓度和纯度要求更高，常需使用高浓度蛋白（一般在1 mg/mL以上）和较长光程（如1 cm）的比色皿。

 

三、二者互补性与协同价值

远紫外与近紫外CD并非彼此替代，而是在蛋白质结构研究中形成了互补的技术体系：

 

 

通过同时采集远紫外与近紫外CD数据，可全面评估蛋白质在不同条件下的构象行为，从全局折叠状态到局部构象细节，构建完整的结构动态变化图谱。

 

四、CD光谱技术在现代蛋白研究中的价值

随着结构生物学的不断发展，CD光谱不仅作为常规结构筛查工具广泛使用，也逐步融入更复杂的研究体系，如：

 

• 蛋白-小分子互作筛选中的快速构象响应监测
• 蛋白质工程中突变体构象改变的初步验证
• 多组分体系下构象变化的高通量评估

 

此外，借助计算模拟、谱图反卷积与机器学习算法，CD数据正逐步向定量化和结构预测拓展，增强了其在高通量筛选与质量控制流程中的实用性。

 

远紫外与近紫外CD光谱作为快速、灵敏的蛋白质结构检测工具，在基础研究与应用开发中均展现出不可替代的价值。通过合理设计实验方案，结合多波段数据解析，科研人员可在不依赖高分辨结构的前提下，高效获取蛋白质结构状态信息。百泰派克生物科技整合CD光谱、质谱分析、热稳定性测试等多维技术，为科研人员提供系统的蛋白构象解析方案。我们将持续以高质量的技术服务，支持蛋白质科学研究的每一个关键环节。

 

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!