膜蛋白結(jié)構(gòu)測定的挑戰(zhàn)與創(chuàng)新技術(shù)檢測技術(shù)服務(wù)詳情介紹

膜蛋白是細(xì)胞與外界溝通的“語言中樞"和“物質(zhì)通道"，在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、離子轉(zhuǎn)運、物質(zhì)交換中發(fā)揮核心作用, 它承擔(dān)了超60%的藥物靶點功能,是藥物研發(fā)、生物工程、疫苗設(shè)計的核心命題。膜蛋白不再是結(jié)構(gòu)生物學(xué)的jìnqū。得益于Cryo-EM的突破與質(zhì)譜輔助結(jié)構(gòu)學(xué)的加持，研究者能夠在更短周期內(nèi)獲得功能相關(guān)構(gòu)象信息，加快靶點驗證與新藥篩選。然而，面對其疏水性強(qiáng)、易聚集、穩(wěn)定性差、構(gòu)象異質(zhì)性高等特性，膜蛋白的三維結(jié)構(gòu)解析遠(yuǎn)比常規(guī)可溶蛋白復(fù)雜。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)生物學(xué)方法常常“無從下手"。如今，研究膜蛋白結(jié)構(gòu)測定的挑戰(zhàn)與創(chuàng)新技術(shù)成為了前沿急需研究的重要課題。

一、膜蛋白結(jié)構(gòu)測定的五大核心挑戰(zhàn)

1、表達(dá)難、產(chǎn)量低

膜蛋白多為跨膜多螺旋結(jié)構(gòu)，疏水性強(qiáng)，容易在細(xì)胞內(nèi)聚集或引發(fā)毒性，常規(guī)表達(dá)系統(tǒng)（如大腸桿菌）難以實現(xiàn)高效表達(dá)。真核系統(tǒng)雖有所改善，但成本和通量受限。

2、提純難、構(gòu)象易變

膜蛋白穩(wěn)定性嚴(yán)重依賴于脂質(zhì)環(huán)境，一旦脫膜提純極易變性。即使采用去污劑或脂雙層模擬體系，也可能改變其原始構(gòu)象。

3、晶體難生、衍射差

X射線晶體學(xué)要求形成規(guī)則晶格，而膜蛋白的柔性區(qū)域和多種構(gòu)象狀態(tài)極大增加結(jié)晶難度，即便成功結(jié)晶，X射線衍射分辨率往往不理想。

4、構(gòu)象多態(tài)、狀態(tài)依賴強(qiáng)

膜蛋白常處于不同的功能狀態(tài)（如激活態(tài)、靜息態(tài)、配體結(jié)合態(tài)等），一個樣本可能存在多種構(gòu)象共存，增加結(jié)構(gòu)重建的復(fù)雜度。

5、功能依賴復(fù)雜體系

膜蛋白的結(jié)構(gòu)與功能密切依賴輔因子、脂質(zhì)環(huán)境、伴侶蛋白等協(xié)同作用，這對結(jié)構(gòu)測定提出更高的復(fù)構(gòu)需求。

二、主流結(jié)構(gòu)測定技術(shù)在膜蛋白研究中的表現(xiàn)

1、冷凍電鏡（Cryo-EM）：突破性進(jìn)展的核心力量

過去十年，Cryo-EM單顆粒成像技術(shù)（SPA）的分辨率不斷提升，被譽為膜蛋白結(jié)構(gòu)測定的“拯救者"。其優(yōu)勢包括：

（1）無需結(jié)晶：規(guī)避結(jié)晶瓶頸，適合膜蛋白天然構(gòu)象

（2）類脂模擬環(huán)境：納米盤（Nanodisc）、SMALPs等保留脂質(zhì)包裹結(jié)構(gòu)

（3）適合構(gòu)象多樣體分析：機(jī)器學(xué)習(xí)算法可識別激活態(tài)/配體結(jié)合態(tài)等亞構(gòu)象

近年來，眾多GPCR、ABC轉(zhuǎn)運體、離子通道的高分辨Cryo-EM結(jié)構(gòu)不斷發(fā)表，PDB中Cryo-EM膜蛋白結(jié)構(gòu)數(shù)量已超過X射線方法。

2、X射線晶體學(xué)：仍適用于高穩(wěn)定性膜蛋白

對于部分構(gòu)象穩(wěn)定、表達(dá)量高的膜蛋白，如光敏感蛋白（Rhodopsin類），仍可借助脂立方相晶體法（LCP）進(jìn)行結(jié)晶。

（1）分辨率可達(dá)1.5 ?以上

（2）可用于小分子配體結(jié)合位點解析

但應(yīng)用面較窄，更多作為驗證性工具或高通量篩選平臺的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

3、核磁共振（NMR）：小型膜蛋白的溶液結(jié)構(gòu)平臺

NMR適用于分子量小、構(gòu)象柔性的膜蛋白，尤其在下列場景中表現(xiàn)突出：

（1）跨膜螺旋對排列研究

（2） 構(gòu)象動態(tài)與配體誘導(dǎo)機(jī)制

（3）與脂類/dǎngùchún等成分相互作用

配合微胞、納米盤等膜模擬體系，可在接近生理條件下研究構(gòu)象變化。

三、創(chuàng)新技術(shù)助力膜蛋白結(jié)構(gòu)研究新突破

1、質(zhì)譜輔助結(jié)構(gòu)學(xué)（MS-based Structural Biology）

質(zhì)譜正在成為膜蛋白結(jié)構(gòu)研究的強(qiáng)有力補充工具，尤其在構(gòu)象篩選、復(fù)合體建模、功能驗證中展現(xiàn)出dútè價值。

（1）交聯(lián)質(zhì)譜（Crosslinking-MS）

通過可控長度的化學(xué)交聯(lián)劑，將亞基或結(jié)構(gòu)域之間的空間約束信息“打標(biāo)"出來，再通過質(zhì)譜解析交聯(lián)位點，實現(xiàn)：

• 亞單位構(gòu)象關(guān)系建模

• 配體結(jié)合前后構(gòu)象變化分析

• 抗體表位驗證

（2）氫氘交換-MS（HDX-MS）

用于研究不同條件下蛋白柔性區(qū)域的變化，可揭示：

• 激動劑/抑制劑引發(fā)的構(gòu)象切換

• 構(gòu)象穩(wěn)定性變化（如突變、脂質(zhì)加入）

• 抗原與抗體結(jié)合區(qū)間的溶劑保護(hù)性差異

（3）Native質(zhì)譜+離子遷移譜（Native MS + IM-MS）

保持非變性狀態(tài)下分析膜蛋白的構(gòu)象大小、復(fù)合體組裝狀態(tài)，并支持配體結(jié)合分析。

在百泰派克生物科技，我們深知膜蛋白結(jié)構(gòu)研究的復(fù)雜性，因此提供從樣品到數(shù)據(jù)解讀的一站式質(zhì)譜結(jié)構(gòu)平臺服務(wù)，具備Orbitrap Fusion Lumos、timsTOF Pro 2等gāoduān質(zhì)譜平臺;成熟的膜蛋白預(yù)處理體系（去污劑篩選、SMALPs、納米盤穩(wěn)定化）; 支持Cryo-EM平臺數(shù)據(jù)聯(lián)合解讀，為結(jié)構(gòu)建模提供補充約束,無論您正在解析新型膜蛋白靶點結(jié)構(gòu),驗證配體結(jié)合構(gòu)象變化,尋找構(gòu)象建模的空間約束,百泰派克生物科技都將以質(zhì)譜驅(qū)動的結(jié)構(gòu)解決方案，為您的項目提供zuì優(yōu)支持。

百泰派克生物科技特色項目

一、蛋白測序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos質(zhì)譜儀及島津公司埃德曼降解測序系統(tǒng)對dànbáizhì序列進(jìn)行分析，提供基于質(zhì)譜的蛋白測序分析服務(wù)，包括對dànbáizhì的氨基酸組成分析，Nduāncèxù，Cduāncèxù和全序列分析，以及基于埃德曼降解的dànbáizhìN端序列分析服務(wù)。對于未知理論序列的dànbáizhì，提供基于從頭測序法的dànbáizhì從頭測序服務(wù)，對蛋白序列進(jìn)行分析。

※服務(wù)優(yōu)勢：

1.采用目前世界上優(yōu)良的質(zhì)譜儀器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可實現(xiàn)對所測定靶蛋白序列 100% 的覆蓋;

3.可測定蛋白N端多達(dá) 70個氨基酸序列;

4.可測定多種形式的樣品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白條帶;

5.樣品用量低: 蛋白樣品僅需 5-10ug，即可完成檢測;

6.測序不受N端封閉，PEC和和糖基化等N端修飾的影響。

二、蛋白zhìzǔxué

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos質(zhì)譜平臺結(jié)合Nano-LC，提供定量蛋白zhìzǔxué、bǎxiàngdàn白zhìzǔxué、多肽組學(xué)、翻譯后修飾蛋白組學(xué)等多種蛋白zhìzǔxué分析服務(wù)。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白zhìzǔxué服務(wù)，助力微量樣本蛋白組學(xué)、大樣本群醫(yī)學(xué)及高通量修飾組學(xué)等研究工作。

※服務(wù)優(yōu)勢：

1 .高通量定量蛋白分析:多對照組大規(guī)模實驗分析，發(fā)現(xiàn)新的生物標(biāo)記物;

2.體內(nèi)體外多種dànbáizhì標(biāo)記方法，適用于分析組織、細(xì)胞、血液等多種樣品;

3.質(zhì)譜分析靈敏度高，實驗結(jié)果重復(fù)度高;

4.可檢測較低豐度蛋白，線性范圍廣;

5.zhuānyè生物信息學(xué)分析，分析更系統(tǒng)準(zhǔn)確。

三、單細(xì)胞質(zhì)譜流式技術(shù)分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm質(zhì)譜流式系統(tǒng)進(jìn)行單細(xì)胞質(zhì)譜流式技術(shù)分析，采用金屬元素標(biāo)記物（通常是金屬元素標(biāo)記的特異抗體）標(biāo)記細(xì)胞表面和內(nèi)部的分子，然后用流式細(xì)胞原理分離單個細(xì)胞，再用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）分析單個細(xì)胞的原子質(zhì)量譜，zuì后將原子質(zhì)量譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為細(xì)胞表面和內(nèi)部的信號分子表達(dá)量。

※服務(wù)優(yōu)勢：

1.技術(shù)優(yōu)良，*技術(shù)空白

采用金屬標(biāo)記抗體技術(shù)，避免了傳統(tǒng)流式熒光通道少且易相互影響的問題?？稍趩渭?xì)胞層面上對多種指標(biāo)同時進(jìn)行表征，百泰派克生物科技可做到同時檢測51個目標(biāo)蛋白。

2.分析數(shù)量大，成本較低

單細(xì)胞RNAseq受成本等因素限制，所有樣本細(xì)胞匯總的分析數(shù)目一般在2x10^4個左右，而流式質(zhì)譜技術(shù)一次（單樣本）就可分析至少10^5的細(xì)胞，實現(xiàn)了數(shù)量級的提高，且成本不高于單細(xì)胞RNAseq。

3.應(yīng)用前景大

①流式質(zhì)譜結(jié)果可以給出細(xì)胞亞群的變化，在臨床診斷、疾病機(jī)制研究等方面具有極大的研究前景；

②將金屬標(biāo)簽技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合會有新應(yīng)用方向。除常規(guī)蛋白外，質(zhì)譜流式細(xì)胞技術(shù)還可用于蛋白翻譯后修飾；

③可檢測細(xì)胞存活率、細(xì)胞大小、mRNA轉(zhuǎn)錄子表達(dá)量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度質(zhì)譜的免疫多肽組學(xué)分析及新抗原發(fā)現(xiàn)

百泰派克生物科技的基于高精度質(zhì)譜的免疫多肽組學(xué)分析及新抗原發(fā)現(xiàn)一站式解決方案包括我們專有的、高度敏感的免疫肽富集和鑒定方案。我們能夠幫助您實現(xiàn)10,000個以上I型多肽和10,000個以上II型多肽的鑒定和識別。通過我們優(yōu)化的高通量免疫多肽組學(xué)分析平臺進(jìn)行免疫肽組學(xué)分析，可從zuì小的樣品材料中進(jìn)行可重復(fù)的識別和定量。該服務(wù)可以應(yīng)用于大規(guī)模的研究，旨在助力科研工作者尋找癌癥、免疫疾病及傳染病的解決方案，深入挖掘未知的靶標(biāo)。

五、生物藥物表征

百泰派克基于高分辨率質(zhì)譜技術(shù)，MALDI TOF，高效色譜分離技術(shù)，提供一系列完善的生物藥物分析方案，從dànbáizhì、多肽、抗體、疫苗等生物制品的氨基酸組成和一級結(jié)構(gòu)分析，到產(chǎn)品變異性和純度分析。旨在提供優(yōu)質(zhì)生物藥物分析服務(wù)，幫助生物醫(yī)藥生產(chǎn)商提高生物藥物品質(zhì)。

百泰派克生物科技七大檢測平臺

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物質(zhì)譜多組學(xué)優(yōu)質(zhì)服務(wù)商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于為生物/制藥和醫(yī)療器械行業(yè)提供質(zhì)量控制檢測和項目驗證等zhuānyè服務(wù)。公司實驗室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法規(guī)和指導(dǎo)原則，通過CNAS/ISO9001雙重質(zhì)量體系認(rèn)證，建立了完備的質(zhì)量體系，數(shù)據(jù)冷熱/異地備份，設(shè)備定期計量/期間核查，軟件審計追蹤，為客戶提供一體化解決方案和技術(shù)服務(wù)，支持新藥研發(fā)、藥物申報注冊和生產(chǎn)放行。

1.公司采用ISO9001質(zhì)量控制體系，zhuānyè提供以質(zhì)譜為基礎(chǔ)的CRO檢測分析服務(wù)；

2.獲國家CNAS實驗室認(rèn)可，為客戶提供符合全球藥政法規(guī)的藥物質(zhì)量研究服務(wù)；

3.業(yè)務(wù)范圍覆蓋蛋白zhìzǔxué、多肽組學(xué)、代謝組學(xué)、生物藥物表征、單細(xì)胞分析、單細(xì)胞質(zhì)譜流式、生信云分析以及多組學(xué)生物質(zhì)譜整合分析等；

4.七大質(zhì)量控制檢測平臺，滿足您一站式服務(wù)需求；

5.服務(wù)3000+企業(yè)，10000+客戶的選擇；

6.致力于為您提供優(yōu)質(zhì)的生物質(zhì)譜分析服務(wù)!

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