组蛋白翻译后修饰（PTMs）是表观遗传调控的重要层面，其中丙酰化（propionylation）作为一种新兴的酰基化修饰类型，近年来受到广泛关注。丙酰化通过改变赖氨酸残基的电荷状态和空间构象，影响染色质结构及转录活性，在代谢调控、肿瘤发生和炎症反应等过程中发挥关键作用。随着高分辨率质谱技术的发展，组蛋白丙酰化的检测从最初的抗体依赖逐步迈向高通量、定量化与位点特异性分析阶段。

一、组蛋白丙酰化修饰的生物学基础

组蛋白丙酰化主要发生在赖氨酸（Lys）残基上，其化学结构类似于乙酰化，但具有更长的碳链（C3）。这一差异使其在空间位阻和疏水性方面表现出不同特性，从而可能调控不同的染色质状态。

丙酰辅酶A（propionyl-CoA）是该修饰的供体，其水平与细胞代谢状态密切相关。例如，脂肪酸代谢和某些氨基酸分解过程均可产生丙酰辅酶A，这为丙酰化修饰提供了代谢基础。因此，组蛋白丙酰化被认为是连接代谢与表观遗传调控的重要桥梁。

二、组蛋白丙酰化的主要检测策略

1、抗体依赖的检测方法

（1）Western Blot

利用特异性抗丙酰化赖氨酸抗体，可以对整体丙酰化水平进行初步检测。这种方法操作简便，但存在以下局限：

• 抗体特异性可能不足，易与其他酰基化交叉反应
• 无法提供具体修饰位点信息
• 定量能力有限

（2）ChIP-seq（染色质免疫共沉淀测序）

通过丙酰化特异性抗体富集染色质区域，可分析其在基因组上的分布。这种方法适用于研究功能区域，但依赖高质量抗体。

2、质谱技术：核心检测手段

随着蛋白组学的发展，基于质谱（Mass Spectrometry, MS）的检测已成为组蛋白丙酰化分析的“金标准”。

（1）Bottom-up 蛋白组学策略

基本流程

• 组蛋白提取（酸提法常用）
• 蛋白酶消化（如Trypsin或Arg-C）
• 修饰肽段富集（抗体或化学衍生）
• LC-MS/MS分析

优势

• 高灵敏度，可检测低丰度修饰
• 可实现位点级别鉴定
• 兼容定量分析（Label-free、TMT等）

关键技术点

• 丙酰化修饰与乙酰化质量差仅为14 Da，需要高分辨率质谱（如Orbitrap）区分
• 数据库搜索需包含propionylation修饰变量

（2）Middle-down 与 Top-down 技术

这些策略保留更长的肽段甚至完整蛋白，适用于研究多重修饰共存模式（PTM crosstalk）。

• Middle-down：分析较长组蛋白尾部片段
• Top-down：直接分析完整组蛋白

应用价值

• 揭示丙酰化与甲基化、乙酰化之间的协同关系
• 提供修饰组合信息（proteoform）

3、化学衍生与同位素标记策略

为提高检测灵敏度和定量准确性，常结合化学标记技术：

（1）Propionylation衍生法

在样品处理中常使用丙酰化试剂封闭未修饰赖氨酸，从而提高酶切效率。这与天然丙酰化需要区分，需在数据分析时进行标注。

（2）稳定同位素标记

如SILAC或TMT，可实现不同样本间丙酰化水平的精确定量，广泛用于差异分析研究。

三、实验流程中的关键优化点

1、样品制备

组蛋白提取需避免去修饰酶活性，通常加入HDAC抑制剂（如NaBu）以保护丙酰化状态。

2、富集策略选择

• 抗体富集：适用于已知修饰
• 化学方法：适用于全局分析

3、质谱参数设置

• 高分辨率（≥60,000）
• 精确质量容差控制（<5 ppm）
• 合理设置动态排除

四、数据分析与结果解读

丙酰化数据分析通常依赖专业软件（如MaxQuant、Proteome Discoverer），关键步骤包括：

• 修饰位点鉴定（Localization probability）
• FDR控制（<1%）
• 定量归一化
• 生物信息学分析（GO、KEGG）

此外，还需注意与其他酰基化修饰的区分，例如乙酰化（+42.0106 Da）与丙酰化（+56.0262 Da）。

五、应用场景与研究价值

组蛋白丙酰化检测在多个研究领域具有重要意义：

1、肿瘤研究

异常丙酰化模式可能影响癌基因表达。

2、代谢疾病

反映细胞代谢状态变化。

3、表观遗传调控

参与染色质重塑与转录调控。

六、技术发展趋势

未来组蛋白丙酰化检测将朝以下方向发展：

• 单细胞蛋白组学
• 多组学整合分析（Proteomics + Metabolomics）
• AI驱动的修饰预测与功能解析
• 更高灵敏度质谱平台（如timsTOF）

组蛋白丙酰化作为连接代谢与基因调控的重要修饰，其检测技术正从传统抗体方法迈向高分辨质谱驱动的精细化分析。无论是在基础研究还是转化医学领域，构建高质量、可重复的丙酰化检测流程都至关重要。在这一领域，百泰派克生物科技依托先进的质谱平台和成熟的蛋白组学解决方案，能够为科研人员提供从样品处理到数据分析的一站式组蛋白修饰检测服务，助力深入解析表观遗传调控机制。

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；

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