蛋白质翻译后修饰（Post-Translational Modifications, PTMs）是生命活动调控的关键环节，广泛参与信号转导、代谢调控、表观遗传、免疫应答等生物过程。随着蛋白质组学技术的持续演进，质谱（Mass Spectrometry, MS）作为解析PTM的重要技术手段，已从最初的定性检测跨越到如今的高通量、可重复的定量分析，展现出前所未有的全能表现。

一、PTM研究为何离不开质谱？

PTM研究的核心挑战，在于其种类多、丰度低、动态性强。如磷酸化、乙酰化、泛素化、甲基化、糖基化等常见修饰，通常在特定位点上以微量形式出现，且易受外界刺激影响而发生快速变化。常规的蛋白检测手段在通量和位点解析方面存在局限，难以满足系统性、高分辨率的修饰研究需求。而质谱技术具备如下优势，使其在PTM研究中展现出不可替代的能力：

• 高灵敏度：可检测低丰度修饰肽段
• 高特异性：可定位具体修饰位点
• 高通量：可并行分析成千上万种修饰事件
• 高动态范围：适配多种样本背景及处理条件

二、从定性到定量：质谱在PTM研究的三重能力

1、精准识别：修饰位点的高置信度鉴定

在PTM研究的起步阶段，科学家往往关注“是否发生了修饰”、“修饰位点在哪里”。此时，质谱的作用主要体现在修饰肽段的鉴定与位点定位。通过酶解、富集和高分辨率质谱扫描，可识别多种类型修饰并结合数据库搜索工具判定其精确位置。优化的富集策略（如TiO₂或抗体富集）配合串联质谱（MS/MS）可有效提高修饰肽段的检测效率，尤其在研究磷酸化、乙酰化等低丰度修饰时表现出显著优势。

2、相对定量：比较不同条件下的修饰水平

PTM不仅“有没有”重要，“多不多”更关键。在深入机制研究、药物筛选或疾病模型构建中，相对定量是揭示PTM动态变化的核心。常用的相对定量策略包括：

• 标记法（如TMT/iTRAQ）：多样本并行、重复性好，适合系统性研究
• 无标记法（Label-Free）：实验流程简洁、成本较低，适合探索性分析

通过对不同条件下的修饰肽段强度进行统计分析，科学家可精确描绘信号通路激活、转录因子调控或表观状态转换过程中的PTM波动轨迹。

3、绝对定量：构建PTM定量标准图谱

在药物开发、生物标志物验证等场景中，仅靠相对比较已难满足精确需求，绝对定量逐渐成为PTM研究的关键方向。此类分析通常借助合成肽标准品，通过并行反应监测（PRM）或多反应监测（MRM）等定向质谱策略，获得特定修饰肽段的真实含量。

三、常见PTM类型的质谱解析策略

不同类型的修饰在化学结构、丰度水平和富集手段上各具特色，因而在质谱方案上也需“因材施策”。

通过前期样本处理优化、富集条件控制、扫描方式调整以及专业级数据解析，质谱可精准应对各类PTM研究需求。

四、打通数据孤岛：整合型PTM组学分析趋势

随着系统生物学的快速发展，单一PTM维度已难以满足复杂生命过程的全貌解析。越来越多研究团队开始采用多PTM协同分析策略，整合磷酸化、乙酰化与泛素化等多种修饰数据，探索其协同调控网络。此外，将PTM组学与蛋白质表达量、互作组、转录组、代谢组等多组学数据联动分析，可进一步提升生物学解释力，加速功能机制发现。

在蛋白质翻译后修饰研究的全过程中，从早期的修饰识别、到条件间的差异比较、再到靶点的定量验证，质谱始终扮演着核心角色。其灵敏度、通量和可定量特性，使其成为基础研究和精准医学研究中的“金标准”工具。百泰派克生物科技聚焦质谱技术在PTM研究中的深度应用，提供包括修饰类型筛选、样本预处理、定量策略选择、数据挖掘与生物学注释在内的整体解决方案，协助科研工作者全面挖掘PTM调控机制，加速科研突破。

>>点击了解更多优质服务项目