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組蛋白 H2A 泛素化是一種關鍵的表觀遺傳修飾，它通過在 H2A 的特定賴氨酸殘基上共價附加泛素分子，調控染色質結構和基因表達。作為細胞內精密的調控機制，H2A 泛素化不僅參與基因沉默，還在 DNA 損傷修復、干細胞多能性維持以及胚胎發育過程中發揮核心作用。異常的 H2A 泛素化與多種疾病密切相關，包括癌癥、神經退行性疾病及發育障礙。在現代科研中，借助高分辨質譜和染色質免疫沉淀等技術，研究人員能夠精確鑒定泛素化位點，為深入理解細胞功能和探索表觀遺傳干預提供可靠數據支持。

一、什么是 H2A 泛素化？

H2A 泛素化是指 組蛋白 H2A（Histone H2A）上的特定位點被共價連接上一個或多個泛素分子（ubiquitin, Ub） 的過程。這種蛋白翻譯后修飾（Post-Translational Modification, PTM）屬于組蛋白泛素化，是表觀遺傳學調控的重要手段之一。

• 組蛋白 H2A 是核小體（nucleosome）的核心組蛋白之一，和 H2B、H3、H4 一起組成核小體八聚體，DNA 繞核小體約 1.65 圈。
• 泛素（Ub） 是一種小分子蛋白（約 8.5 kDa），可通過酶促反應共價附著在靶蛋白賴氨酸殘基上，參與蛋白降解、信號傳導和表觀遺傳調控等多種細胞過程。

在哺乳動物中，H2A 的主要泛素化位點是賴氨酸 119（H2AK119Ub），也有報道的其他位點如 K13、K15 等。

二、H2A 泛素化的機制

H2A 泛素化屬于典型的 泛素化酶級聯反應：

• E1 酶（泛素活化酶）：活化泛素分子，使其具備可轉移能力。
• E2 酶（泛素結合酶）：承接活化的泛素，為 E3 提供底物泛素。
• E3 泛素連接酶：決定底物的特異性，對 H2A 泛素化最重要的是 Polycomb Repressive Complex 1（PRC1）中的 RING1A/B E3 酶。

這個過程的反應示意如下：

H2A-K119 + Ub → H2A-K119-Ub

• 泛素化通常是 單泛素化（monoubiquitination），即在 H2A 一個賴氨酸上只連接一個泛素。
• 多泛素化（polyubiquitination）更少見，常與蛋白降解相關，而 H2A 泛素化主要是調控染色質結構和基因表達。

三、H2A 泛素化的生物學功能

H2A 泛素化在細胞中發揮廣泛的表觀遺傳和信號功能，主要包括：

1、基因轉錄抑制

• H2AK119Ub 是 Polycomb 介導的轉錄抑制標記（repressive mark）。
• 它通過阻礙轉錄因子或 RNA 聚合酶 II 的結合，或者招募其他抑制復合物，使相關基因處于靜默狀態。
• 在胚胎發育、干細胞多能性維持和腫瘤抑制基因調控中扮演重要角色。

2、DNA 損傷應答

• H2A 的其他泛素化位點（如 K13/K15）在 DNA 雙鏈斷裂修復（DSB） 中被快速泛素化。
• 泛素化標記可以招募 DNA 修復蛋白（如 53BP1 和 BRCA1），促進非同源末端連接（NHEJ）或同源重組（HR）修復路徑。

3、染色質重塑

• H2A 泛素化會改變核小體的結構，使染色質更加緊密或開放，間接影響基因可及性。
• 它可以與其他組蛋白修飾協同作用，如 H3K27 甲基化，共同形成穩定的抑制染色質區域（Polycomb Repressed Domains）。

四、H2A 泛素化的檢測與研究方法

在科研實踐中，H2A 泛素化是蛋白組學和表觀遺傳學的重要研究對象。常用方法包括：

1、Western blot / Immunoblot

• 使用特異性抗體檢測 H2AK119Ub 或 H2AK13/15Ub。
• 需要注意泛素化的信號可能分散在高分子量區域。

2、質譜分析（Mass Spectrometry）

• 可精確鑒定泛素化位點和修飾數量。
• 在蛋白組學中，百泰派克生物科技結合 Orbitrap 高分辨質譜和優化的富集策略，可實現低豐度 H2A 泛素化的精準檢測。

3、ChIP-seq（染色質免疫沉淀測序）

• 利用 H2AK119Ub 抗體，結合高通量測序，繪制泛素化染色質分布圖。
• 常用于研究基因沉默和 Polycomb 調控網絡。

五、H2A 泛素化與疾病

• 癌癥：PRC1/PRC2 異常導致 H2AK119Ub 過度沉默腫瘤抑制基因。
• 神經退行性疾病：H2A 泛素化參與 DNA 損傷修復，其失衡可能加速神經元損傷。
• 先天發育障礙：H2A 泛素化調控失常可引起基因表達紊亂。

研究 H2A 泛素化為表觀遺傳治療提供了潛在靶點，如抑制 RING1B 活性的藥物開發。

H2A 泛素化是一種關鍵的組蛋白翻譯后修飾，通過調控染色質結構、基因表達和 DNA 損傷應答，深度參與細胞生理和疾病過程。異常 H2A 泛素化與癌癥、神經退行性疾病及發育障礙密切相關。結合高分辨質譜與精準檢測策略，百泰派克生物科技能夠為科研和臨床研究提供可靠的數據支持，助力科研人員深入理解表觀遺傳機制并探索潛在干預手段。

百泰派克生物科技特色項目

一、蛋白測序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos質譜儀及島津公司埃德曼降解測序系統對蛋白質序列進行分析，提供基于質譜的蛋白測序分析服務，包括對蛋白質的氨基酸組成分析，N端測序，C端測序和全序列分析，以及基于埃德曼降解的蛋白質N端序列分析服務。對于未知理論序列的蛋白質，提供基于從頭測序法的蛋白質從頭測序服務，對蛋白序列進行分析。

※服務優勢：

1.采用目前世界上先進的質譜儀器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可實現對所測定靶蛋白序列 100% 的覆蓋;

3.可測定蛋白N端多達 70個氨基酸序列;

4.可測定多種形式的樣品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白條帶;

5.樣品用量低: 蛋白樣品僅需 5-10ug，即可完成檢測;

6.測序不受N端封閉，PEC和和糖基化等N端修飾的影響。

二、蛋白質組學

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos質譜平臺結合Nano-LC，提供定量蛋白質組學、靶向蛋白質組學、多肽組學、翻譯后修飾蛋白組學等多種蛋白質組學分析服務。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白質組學服務，助力微量樣本蛋白組學、大樣本群醫學及高通量修飾組學等研究工作。

※服務優勢：

1 .高通量定量蛋白分析:多對照組大規模實驗分析，發現新的生物標記物;

2.體內體外多種蛋白質標記方法，適用于分析組織、細胞、血液等多種樣品;

3.質譜分析靈敏度高，實驗結果重復度高;

4.可檢測較低豐度蛋白，線性范圍廣;

5.專業生物信息學分析，分析更系統準確。

三、單細胞質譜流式技術分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm質譜流式系統進行單細胞質譜流式技術分析，采用金屬元素標記物（通常是金屬元素標記的特異抗體）標記細胞表面和內部的分子，然后用流式細胞原理分離單個細胞，再用電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）分析單個細胞的原子質量譜，最后將原子質量譜數據轉換為細胞表面和內部的信號分子表達量。

※服務優勢：

1.技術先進，填補技術空白

采用金屬標記抗體技術，避免了傳統流式熒光通道少且易相互影響的問題。可在單細胞層面上對多種指標同時進行表征，百泰派克生物科技可做到同時檢測51個目標蛋白。

2.分析數量大，成本較低

單細胞RNAseq受成本等因素限制，所有樣本細胞匯總的分析數目一般在2x10^4個左右，而流式質譜技術一次（單樣本）就可分析至少10^5的細胞，實現了數量級的提高，且成本不高于單細胞RNAseq。

3.應用前景大

①流式質譜結果可以給出細胞亞群的變化，在臨床診斷、疾病機制研究等方面具有極大的研究前景；

②將金屬標簽技術與其他技術結合會有新應用方向。除常規蛋白外，質譜流式細胞技術還可用于蛋白翻譯后修飾；

③可檢測細胞存活率、細胞大小、mRNA轉錄子表達量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度質譜的免疫多肽組學分析及新抗原發現

百泰派克生物科技的基于高精度質譜的免疫多肽組學分析及新抗原發現一站式解決方案包括我們專有的、高度敏感的免疫肽富集和鑒定方案。我們能夠幫助您實現10,000個以上I型多肽和10,000個以上II型多肽的鑒定和識別。通過我們優化的高通量免疫多肽組學分析平臺進行免疫肽組學分析，可從最小的樣品材料中進行可重復的識別和定量。該服務可以應用于大規模的研究，旨在助力科研工作者尋找癌癥、免疫疾病及傳染病的解決方案，深入挖掘未知的靶標。

五、生物藥物表征

百泰派克基于高分辨率質譜技術，MALDI TOF，高效色譜分離技術，提供一系列完善的生物藥物分析方案，從蛋白質、多肽、抗體、疫苗等生物制品的氨基酸組成和一級結構分析，到產品變異性和純度分析。旨在提供優質生物藥物分析服務，幫助生物醫藥生產商提高生物藥物品質。

百泰派克生物科技七大檢測平臺

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物質譜多組學優質服務商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于為生物/制藥和醫療器械行業提供質量控制檢測和項目驗證等專業服務。公司實驗室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法規和指導原則，通過CNAS/ISO9001雙重質量體系認證，建立了完備的質量體系，數據冷熱/異地備份，設備定期計量/期間核查，軟件審計追蹤，為客戶提供一體化解決方案和技術服務，支持新藥研發、藥物申報注冊和生產放行。

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