蛋白质的空间结构信息对于揭示其生物学功能、阐明作用机制及开发靶向药物具有不可替代的重要性。目前常用的蛋白质结构测定方法主要包括X射线晶体学、核磁共振（NMR）、冷冻电镜（Cryo-EM）和基于人工智能的预测工具AlphaFold。

一、X射线晶体学

X射线晶体学通过使蛋白质结晶并照射X射线，根据衍射图案重建其三维结构，是目前解析蛋白质静态高分辨率结构的主流方法。

✅优点

• 超高分辨率：通常能达到亚原子级（优于2Å），适合解析复杂蛋白质结构和结合位点。
• 结果高度可重复：在结晶条件优化后，结果稳定且精度高。
• 适用范围广：已用于数万个蛋白质结构解析，尤其在药物设计中应用广泛。

⚠️缺点

• 对结晶要求苛刻：许多蛋白质（特别是膜蛋白和大分子复合物）难以形成适合衍射的晶体。
• 可能偏离生理状态：晶体中蛋白质的构象可能不同于其在溶液中的天然状态。
• 动态信息缺失：只能获取静态结构，无法揭示构象变化和功能动态。

二、核磁共振（NMR）

NMR通过测量原子核自旋在磁场中的共振信号，推导蛋白质在溶液中的空间结构和动态信息。

✅优点

• 适合小分子蛋白：特别适用于小于30kDa的蛋白质，解析效果好。
• 揭示动态过程：可以捕捉蛋白质的构象变化及其与配体、金属离子的相互作用。
• 无需结晶：在接近天然状态的溶液中进行，避免结晶引起的构象偏差。

⚠️缺点

• 分子量限制：对大于30–40kDa的蛋白质效果显著下降，难以解析大分子或多亚基复合物。
• 实验复杂且耗时：需要高纯度、高浓度样品及大量实验时间和计算资源。
• 成本高昂：对仪器（高场超导磁体）和技术人员的要求极高。

三、冷冻电镜（Cryo-EM）

Cryo-EM通过将样品在极低温下快速冷冻，以电子束照射并收集图像，结合重构算法生成蛋白质的三维结构，适合解析大分子和复合物。

✅优点

• 无需结晶：适合难以结晶的膜蛋白和大分子复合物，解决了结晶技术的瓶颈。
• 样品接近天然状态：冷冻技术保持了样品的原始构象和柔性区域。
• 适合大规模复合物：对百万道尔顿级别的超大蛋白复合物尤为适用。
• 分辨率不断提高：近年来技术进步已实现部分接近原子级别的分辨率。

⚠️缺点

• 分辨率仍有上限：尽管进步显著，但在亚原子级别仍不及X射线晶体学。
• 对样品均一性要求高：样品不均一会导致图像重构困难，降低结果质量。
• 成本与技术门槛高：需要昂贵的冷冻电镜设备和复杂图像处理流程。
• 学习曲线陡峭：对研究人员操作技能要求高，需长期积累经验。

四、AlphaFold与人工智能预测

AlphaFold基于深度学习模型，通过输入氨基酸序列预测蛋白质三维结构，极大加快了结构研究的速度。

✅优点

• 速度快、效率高：无需实验步骤，仅凭序列即可获得结构预测结果。
• 可预测未解析结构：对缺少实验解析的蛋白质提供初步三维模型。
• 促进生物信息学应用：推动了蛋白质组数据库的完善和注释。
• 无需实验条件：节省实验资源和时间，适合早期结构探索。

⚠️缺点

• 预测依赖数据训练：结果的准确性依赖于训练数据和同源结构信息，对于无同源的蛋白质预测效果有限。
• 动态信息缺失：AlphaFold生成的是静态模型，无法反映蛋白质在真实环境中的构象多样性。
• 缺乏实验验证：预测结果需通过X射线、NMR或Cryo-EM进行实验验证，才能用于功能研究。
• 不适用于多亚基复合物和膜蛋白：目前算法对复杂体系的解析能力仍然不足。

五、如何选择适合的方法？

不同的蛋白质和研究目标决定了结构测定方法的选择：

• 需要超高分辨率静态结构且可结晶，优选X射线晶体学。
• 关注小分子蛋白在溶液中的动态信息，应采用NMR。
• 针对大分子复合物或难结晶样品，推荐使用Cryo-EM。
• 对于快速预测未知结构或提供初步建模，AlphaFold是理想工具，但需后续实验验证。

未来，这些技术可能互为补充，形成从预测到验证、从静态到动态、从单分子到多组分的多维度解析体系。

蛋白质结构测定是揭示生命奥秘的关键一步。不同方法各有其独特优势与不足，科研人员应结合研究需求和样品特性做出合理选择。随着技术进步和算法优化，结构生物学将不断推动我们对生命本质的理解。在这条探索之路上，百泰派克生物科技致力于为生命科学研究提供可靠的质谱、蛋白组学及结构测定解决方案，携手科研人员共同迈向前沿。

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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