Bottom-Up蛋白质组学（Bottom-Up Proteomics）通过将复杂蛋白质样本酶解为肽段，再通过高分辨率质谱分析，实现对蛋白质种类和丰度的精准测定，特别适用于蛋白质的定性识别与蛋白质定量分析。随着生命科学研究的不断深入，Bottom-Up蛋白质组学在疾病标志物发现、信号通路研究和药物开发中扮演着日益重要的角色。

一、什么是Bottom-Up蛋白质组学？

Bottom-Up蛋白质组学，也称“自底向上蛋白质组学”，是一种基于肽段分析来推断原始蛋白质信息的研究方法。与 Top-Down 方法直接分析完整蛋白不同，Bottom-Up通过蛋白酶（如胰蛋白酶）将蛋白质裂解为多个小肽段，再对这些肽段进行质谱分析。最终，通过数据库比对和算法推断，识别并定量蛋白质。该技术具有良好的分离能力和高通量特性，尤其适合处理复杂的生物样本（如组织、血浆、细胞裂解液等），在多种生物医学研究中展现出卓越性能。

二、Bottom-Up蛋白质组学的基本实验流程

1、蛋白质提取

从生物样本中提取总蛋白。样本可来源于细胞、组织、体液等。需要进行裂解、离心和蛋白定量，确保蛋白质的完整性和浓度。

2、蛋白质酶解

使用胰蛋白酶（Trypsin）等特异性蛋白酶对蛋白质进行酶解，生成可被质谱识别的小肽段。胰蛋白酶通常切割赖氨酸（K）和精氨酸（R）残基后的位置，生成带正电荷的肽段，便于质谱检测。

3、肽段分离（液相色谱，LC）

通过反相高效液相色谱（RP-HPLC）对肽段进行分离，有效降低复杂性，提升后续质谱检测的信噪比与分辨率。

4、质谱分析（MS/MS）

利用高分辨率质谱仪（如 Orbitrap、Q-TOF 等）对肽段进行一级（MS）和二级（MS/MS）质谱分析。一级MS用于测定肽段的分子质量，二级MS则对肽段进行碎裂并获取序列信息。

5、数据分析与蛋白质鉴定

将质谱数据输入到专业数据库搜索引擎（如 Mascot、Sequest、MaxQuant），匹配肽段序列并回推至原始蛋白质，实现蛋白鉴定。进一步可进行定量分析，挖掘蛋白丰度变化信息。

三、Bottom-Up蛋白质组学的定量分析能力

为什么 Bottom-Up能用于蛋白质定量分析？蛋白质的“定量分析”指的是测量不同样本中某一蛋白质的相对或绝对丰度。Bottom-Up 虽以肽段为单位进行质谱分析，但由于每个蛋白被酶解为多个代表性肽段，因此可以通过这些肽段的信号强度，间接推算蛋白的整体丰度。

关键在于：

1、肽段的质谱峰面积或峰强度可以被采集；

2、同一蛋白的多个肽段可用于交叉验证与归一化；

3、通过特定的定量策略（如下所述）将肽段数据整合为蛋白级数据。

四、Bottom-Up的蛋白质定量分析策略

Bottom-Up蛋白质组学的定量方法主要分为两类：标记定量与无标记定量。

1、标记定量（Label-based Quantification）

（1）同位素标记

• SILAC（Stable Isotope Labeling by Amino acids in Cell culture）通过在细胞培养过程中加入稳定同位素标记氨基酸（如13C-赖氨酸），实现在体内标记。适用于细胞样本，定量精度高。

（2）化学标记

• TMT（Tandem Mass Tag）一种同位素编码标签，可标记不同样本的肽段，在 MS/MS 中释放不同质量的 reporter 离子，实现相对定量。可用于 6-16 重样本并行比较。
• iTRAQ（Isobaric Tag for Relative and Absolute Quantitation）类似 TMT，标签在 MS2 层级释放 reporter 离子。适用于组织或临床样本。

2、无标记定量（Label-Free Quantification，LFQ）

无需任何化学标记，直接基于：

• 肽段 MS1 层峰面积（Intensity-based）
• 肽段谱图数量（Spectral Counting）

通过算法比较不同样本中同一肽段的信号强度，从而实现蛋白水平的相对定量。

Bottom-Up蛋白质组学在蛋白识别、丰度定量、疾病机制研究、标志物发现等方面展现出强大优势。其高通量与蛋白质定量分析能力的结合，使其成为精准医学、生物技术和药物开发中的关键技术。随着质谱技术、计算方法与样本处理流程的不断优化，Bottom-Up蛋白质组学将在临床转化研究中发挥更加核心的作用。

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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