蛋白质结构识别与功能预测的整合解决方案

在后基因组时代，理解蛋白质的三维结构和功能是揭示生命奥秘的关键环节。蛋白质不仅是细胞的基本执行单元，其结构和功能的解析亦是新药研发、疾病机制研究以及精准医疗的核心基础。目前，X射线晶体学、核磁共振（NMR）和冷冻电镜（Cryo-EM）等经典结构生物学方法在精度方面具有显著优势，但通常面临周期长、实验条件苛刻、对样品纯度和稳定性依赖性强等挑战。因此，构建高通量、自动化的结构识别与功能预测整合方案，正成为生命科学研究的关键方向。

 

一、蛋白质结构识别：从序列走向结构的科学路径

蛋白质结构分为四个层级：一级序列、二级结构（α-螺旋、β-折叠等）、三级结构（完整空间构象）、四级结构（多亚基复合体）。目前主流结构识别路径主要依赖以下几类方法：

1、同源建模与模板比对

通过对比已知结构数据库中的同源蛋白序列，可推测目标蛋白的三维构象。该方法依赖于目标蛋白与模板蛋白间的序列相似性，是结构预测的“黄金起点”。

 

2、去模板建模（Ab Initio 方法）

当缺乏可靠模板时，Ab Initio 模型基于物理化学原理和进化信息预测结构，尽管精度相对较低，但在未知结构探索中具有不可替代的价值。

 

3、深度学习辅助预测

近年来，AI 驱动的结构预测工具取得重大突破，可在不依赖同源模板的前提下，基于多序列比对和残基接触预测，快速生成高置信度结构模型。这标志着结构生物信息学正从经验规则走向数据驱动的新范式。

 

二、蛋白质功能预测：从结构走向生物学意义

结构即功能。蛋白质的空间构象直接决定其功能属性，因此基于结构的功能预测成为研究重点。整合多源信息的生物信息学工具正在重塑功能预测的效率与准确性。

1、活性位点与结构域识别

结构域（domain）是蛋白质的功能单元。通过结构比对与已知结构注释，可以识别潜在的酶活性位点、结合口袋、转运通道等关键区域。

 

2、分子对接与功能注释

结合小分子对接、蛋白-蛋白互作预测等方法，可进一步推断其潜在底物、配体或调控机制，支持药物靶点筛选和功能验证。

 

3、网络与系统生物学整合

结构和功能信息若脱离系统环境，将难以实现完整理解。因此，越来越多研究将结构预测结果整合进蛋白质互作网络、信号通路分析、以及多组学协同解释中，实现由点到面的功能诠释。

 

三、整合式解决方案：打通“序列-结构-功能”闭环

为了提升结构识别与功能预测的效率和可靠性，科研人员亟需一套系统化的解决方案，从序列输入到功能注释输出，实现流程自动化、结果高可信。

※ 关键环节包括：

 

• 序列预处理与质量控制：去除低质量序列、剪裁信号肽、统一命名格式；
• 结构预测引擎选择与参数优化：根据目标蛋白特性，选择最适合的建模工具并设定优化参数；
• 结构注释与功能映射整合：结构域识别、功能位点注释、GO term 或 KEGG 通路关联；
• 多组学数据联动：与转录组、代谢组或蛋白互作组数据联动分析，提升功能注释的上下文准确性；
• 可视化输出与报告生成：自动生成结构图谱、功能注释报告，便于项目交付与科研交流。

 

四、应用场景与价值体现

 

• 靶点发现与验证：预测蛋白结构和功能位点，支持新靶点筛选；
• 突变功能研究：评估结构变异对功能的影响，解释疾病机制；
• 生物制剂设计：优化蛋白稳定性与活性，提升候选药物成功率；
• 功能未知蛋白注释：为高通量组学数据中的“灰色蛋白”赋予生物学意义。

 

蛋白质结构识别与功能预测正逐步从“单点工具”走向“整合平台”，其科学价值和应用潜力正在被不断放大。百泰派克生物科技致力于提供高效、可靠的蛋白质结构鉴定服务，助力您更更深入地探索蛋白质世界的结构奥秘与功能本质。欢迎联系我们，了解更多定制化服务方案。

 

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!