膜蛋白結構測定的挑戰與創新技術檢測技術服務詳情介紹

膜蛋白是細胞與外界溝通的“語言中樞"和“物質通道"，在信號轉導、離子轉運、物質交換中發揮核心作用, 它承擔了超60%的藥物靶點功能,是藥物研發、生物工程、疫苗設計的核心命題。膜蛋白不再是結構生物學的jìnqū。得益于Cryo-EM的突破與質譜輔助結構學的加持，研究者能夠在更短周期內獲得功能相關構象信息，加快靶點驗證與新藥篩選。然而，面對其疏水性強、易聚集、穩定性差、構象異質性高等特性，膜蛋白的三維結構解析遠比常規可溶蛋白復雜。傳統結構生物學方法常常“無從下手"。如今，研究膜蛋白結構測定的挑戰與創新技術成為了前沿急需研究的重要課題。

一、膜蛋白結構測定的五大核心挑戰

1、表達難、產量低

膜蛋白多為跨膜多螺旋結構，疏水性強，容易在細胞內聚集或引發毒性，常規表達系統（如大腸桿菌）難以實現高效表達。真核系統雖有所改善，但成本和通量受限。

2、提純難、構象易變

膜蛋白穩定性嚴重依賴于脂質環境，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象。

3、晶體難生、衍射差

X射線晶體學要求形成規則晶格，而膜蛋白的柔性區域和多種構象狀態極大增加結晶難度，即便成功結晶，X射線衍射分辨率往往不理想。

4、構象多態、狀態依賴強

膜蛋白常處于不同的功能狀態（如激活態、靜息態、配體結合態等），一個樣本可能存在多種構象共存，增加結構重建的復雜度。

5、功能依賴復雜體系

膜蛋白的結構與功能密切依賴輔因子、脂質環境、伴侶蛋白等協同作用，這對結構測定提出更高的復構需求。

二、主流結構測定技術在膜蛋白研究中的表現

1、冷凍電鏡（Cryo-EM）：突破性進展的核心力量

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

（1）無需結晶：規避結晶瓶頸，適合膜蛋白天然構象

（2）類脂模擬環境：納米盤（Nanodisc）、SMALPs等保留脂質包裹結構

（3）適合構象多樣體分析：機器學習算法可識別激活態/配體結合態等亞構象

近年來，眾多GPCR、ABC轉運體、離子通道的高分辨Cryo-EM結構不斷發表，PDB中Cryo-EM膜蛋白結構數量已超過X射線方法。

2、X射線晶體學：仍適用于高穩定性膜蛋白

對于部分構象穩定、表達量高的膜蛋白，如光敏感蛋白（Rhodopsin類），仍可借助脂立方相晶體法（LCP）進行結晶。

（1）分辨率可達1.5 ?以上

（2）可用于小分子配體結合位點解析

但應用面較窄，更多作為驗證性工具或高通量篩選平臺的結構基礎。

3、核磁共振（NMR）：小型膜蛋白的溶液結構平臺

NMR適用于分子量小、構象柔性的膜蛋白，尤其在下列場景中表現突出：

（1）跨膜螺旋對排列研究

（2） 構象動態與配體誘導機制

（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象變化。

三、創新技術助力膜蛋白結構研究新突破

1、質譜輔助結構學（MS-based Structural Biology）

質譜正在成為膜蛋白結構研究的強有力補充工具，尤其在構象篩選、復合體建模、功能驗證中展現出dútè價值。

（1）交聯質譜（Crosslinking-MS）

通過可控長度的化學交聯劑，將亞基或結構域之間的空間約束信息“打標"出來，再通過質譜解析交聯位點，實現：

• 亞單位構象關系建模

• 配體結合前后構象變化分析

• 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域的變化，可揭示：

• 激動劑/抑制劑引發的構象切換

• 構象穩定性變化（如突變、脂質加入）

• 抗原與抗體結合區間的溶劑保護性差異

（3）Native質譜+離子遷移譜（Native MS + IM-MS）

保持非變性狀態下分析膜蛋白的構象大小、復合體組裝狀態，并支持配體結合分析。

在百泰派克生物科技，我們深知膜蛋白結構研究的復雜性，因此提供從樣品到數據解讀的一站式質譜結構平臺服務，具備Orbitrap Fusion Lumos、timsTOF Pro 2等gāoduān質譜平臺;成熟的膜蛋白預處理體系（去污劑篩選、SMALPs、納米盤穩定化）; 支持Cryo-EM平臺數據聯合解讀，為結構建模提供補充約束,無論您正在解析新型膜蛋白靶點結構,驗證配體結合構象變化,尋找構象建模的空間約束,百泰派克生物科技都將以質譜驅動的結構解決方案，為您的項目提供zuì優支持。

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質譜儀及島津公司埃德曼降解測序系統對dànbáizhì序列進行分析，提供基于質譜的蛋白測序分析服務，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。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，對蛋白序列進行分析。

※服務優勢：

1.采用目前世界上優良的質譜儀器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可實現對所測定靶蛋白序列 100% 的覆蓋;

3.可測定蛋白N端多達 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質譜平臺結合Nano-LC，提供定量蛋白zhìzǔxué、bǎxiàngdàn白zhìzǔxué、多肽組學、翻譯后修飾蛋白組學等多種蛋白zhìzǔxué分析服務。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白zhìzǔxué服務，助力微量樣本蛋白組學、大樣本群醫學及高通量修飾組學等研究工作。

※服務優勢：

1 .高通量定量蛋白分析:多對照組大規模實驗分析，發現新的生物標記物;

2.體內體外多種dànbáizhì標記方法，適用于分析組織、細胞、血液等多種樣品;

3.質譜分析靈敏度高，實驗結果重復度高;

4.可檢測較低豐度蛋白，線性范圍廣;

5.zhuānyè生物信息學分析，分析更系統準確。

三、單細胞質譜流式技術分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm質譜流式系統進行單細胞質譜流式技術分析，采用金屬元素標記物（通常是金屬元素標記的特異抗體）標記細胞表面和內部的分子，然后用流式細胞原理分離單個細胞，再用電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）分析單個細胞的原子質量譜，zuì后將原子質量譜數據轉換為細胞表面和內部的信號分子表達量。

※服務優勢：

1.技術優良，*技術空白

采用金屬標記抗體技術，避免了傳統流式熒光通道少且易相互影響的問題。可在單細胞層面上對多種指標同時進行表征，百泰派克生物科技可做到同時檢測51個目標蛋白。

2.分析數量大，成本較低

單細胞RNAseq受成本等因素限制，所有樣本細胞匯總的分析數目一般在2x10^4個左右，而流式質譜技術一次（單樣本）就可分析至少10^5的細胞，實現了數量級的提高，且成本不高于單細胞RNAseq。

3.應用前景大

①流式質譜結果可以給出細胞亞群的變化，在臨床診斷、疾病機制研究等方面具有極大的研究前景；

②將金屬標簽技術與其他技術結合會有新應用方向。除常規蛋白外，質譜流式細胞技術還可用于蛋白翻譯后修飾；

③可檢測細胞存活率、細胞大小、mRNA轉錄子表達量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度質譜的免疫多肽組學分析及新抗原發現

百泰派克生物科技的基于高精度質譜的免疫多肽組學分析及新抗原發現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。通過我們優化的高通量免疫多肽組學分析平臺進行免疫肽組學分析，可從zuì小的樣品材料中進行可重復的識別和定量。該服務可以應用于大規模的研究，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。

五、生物藥物表征

百泰派克基于高分辨率質譜技術，MALDI TOF，高效色譜分離技術，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構分析，到產品變異性和純度分析。旨在提供優質生物藥物分析服務，幫助生物醫藥生產商提高生物藥物品質。

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，生物質譜多組學優質服務商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于為生物/制藥和醫療器械行業提供質量控制檢測和項目驗證等zhuānyè服務。公司實驗室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法規和指導原則，通過CNAS/ISO9001雙重質量體系認證，建立了完備的質量體系，數據冷熱/異地備份，設備定期計量/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服務，支持新藥研發、藥物申報注冊和生產放行。

1.公司采用ISO9001質量控制體系，zhuānyè提供以質譜為基礎的CRO檢測分析服務；

2.獲國家CNAS實驗室認可，為客戶提供符合全球藥政法規的藥物質量研究服務；

3.業務范圍覆蓋蛋白zhìzǔxué、多肽組學、代謝組學、生物藥物表征、單細胞分析、單細胞質譜流式、生信云分析以及多組學生物質譜整合分析等；

4.七大質量控制檢測平臺，滿足您一站式服務需求；

5.服務3000+企業，10000+客戶的選擇；

6.致力于為您提供優質的生物質譜分析服務!

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