组蛋白翻译后修饰（Post-Translational Modifications, PTMs）是表观遗传学研究中的核心内容，其中 2-羟基异丁酰化（2-hydroxyisobutyrylation, Khib）作为一种新型组蛋白修饰，近年来引起了广泛关注。Khib 可调控染色质结构和基因表达，对细胞代谢、发育和疾病机制具有重要作用。因此，开发精准、灵敏的检测方法对于基础研究和临床应用都至关重要。

一、组蛋白 2-羟基异丁酰化的生物学意义

组蛋白 Khib 是一种在赖氨酸残基上的小分子化学修饰。与乙酰化（Acetylation）或甲基化（Methylation）不同，Khib 的修饰基团体积较大，能够显著改变组蛋白与 DNA 的相互作用，从而影响染色质构象和基因转录活性。研究表明，Khib 修饰广泛存在于哺乳动物细胞核蛋白中，参与糖代谢、脂肪酸代谢以及癌症细胞的信号调控。因此，对 Khib 的精准鉴定不仅是表观遗传学研究的热点，也为疾病机制研究提供了新的视角。

二、LC-MS/MS 技术在组蛋白修饰分析中的优势

液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）以其高灵敏度、高分辨率和多组分同时分析能力，已成为组蛋白 PTMs 定量和鉴定的金标准。其主要优势包括：

• 高通量分析能力：可以同时检测成百上千种组蛋白修饰位点。
• 定性与定量兼备：不仅能鉴定修饰类型，还能精确测量修饰丰度。
• 样本需求量低：适合有限的细胞或组织样本。
• 修饰特异性强：结合特异性酶切和富集策略，可显著提高 Khib 检测灵敏度。

三、样本制备：提取与酶切

高质量的样本制备是 LC-MS/MS 成功的前提。对于 Khib 分析，通常包括以下步骤：

1、组蛋白提取

• 细胞裂解后使用酸性溶液（如 0.4 M H2SO4）提取核蛋白。
• 通过丙酮沉淀或固相萃取去除非组蛋白杂质，获得高纯度组蛋白。

2、酶切

• 常用的蛋白酶为胰蛋白酶（Trypsin），可切割赖氨酸和精氨酸残基。
• 对 Khib 位点的特异性考虑，可使用酶解优化方案，避免修饰残基被误切。

3、肽段净化

• 使用 C18 反相固相萃取（SPE）去除盐分与杂质。
• 保证 LC-MS/MS 进样前肽段的稳定性与纯度。

四、2-羟基异丁酰化肽段富集

Khib 修饰在组蛋白中占比相对低，直接检测往往信号弱，因此通常需要富集步骤：

1、免疫亲和富集

• 使用针对 Khib 的特异性抗体捕获修饰肽段。
• 能有效减少背景肽干扰，提高修饰肽的检测概率。

2、化学衍生策略

• 对特定化学基团进行标记，提高 LC-MS/MS 检测信号。
• 可与免疫富集结合，进一步提升灵敏度。

五、LC 分离条件优化

在 LC-MS/MS 分析中，液相色谱的分离效果直接影响修饰肽段的鉴定效率：

1、反相液相色谱（RP-LC）

• 常用 C18 色谱柱。
• 梯度洗脱可分离不同疏水性的肽段。

2、缓冲液选择

• 使用低浓度甲酸或乙酸作为流动相，有助于改善肽段离子化效率。
• 保持 pH 稳定，避免 Khib 修饰的水解或丢失。

六、MS/MS 鉴定与数据解析

串联质谱分析是 Khib 鉴定的核心步骤：

1、质谱检测

• 采用高分辨质谱仪（如 Orbitrap、Q-TOF）获得肽段精确质量。
• MS/MS 分析裂解肽段，获取特征碎片离子。

2、数据库搜索与定量

• 使用 Proteome Discoverer、MaxQuant 等软件，设置 Khib 为可变修饰。
• 精确匹配肽段序列和修饰位置，实现修饰定性和相对定量。

3、质量控制

• 验证修饰谱图，确保识别结果可靠。
• 对低丰度修饰可采用 PRM（Parallel Reaction Monitoring）进一步验证。

七、Khib 分析的科研应用

通过 LC-MS/MS 鉴定 Khib 修饰位点，可以在多方面推动科研进展：

1、表观遗传调控研究

揭示 Khib 对染色质结构和基因表达的调控机制。

2、代谢与疾病研究

连接 Khib 修饰与代谢通路变化，为糖尿病、肿瘤研究提供新靶点。

3、药物开发与精准医学

特异性修饰位点可作为生物标志物，指导药物干预策略。

总之，LC-MS/MS 是分析组蛋白 2-羟基异丁酰化的核心工具，通过精细的样本制备、肽段富集和质谱优化，可以实现高灵敏、高覆盖率的修饰鉴定。对于科研团队而言，借助专业服务平台可以显著节约时间、提高数据可靠性。在这方面，百泰派克生物科技整合最新 LC-MS/MS 系统和优化的组蛋白修饰分析流程，不仅支持 Khib 及多种表观遗传修饰的精准检测，还提供定制化实验设计和数据分析服务，帮助科研人员快速获取高质量组蛋白修饰信息，为基础研究和转化应用提供有力支撑。

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；

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