羟基化概述
大多数动物在氧化磷酸化过程中利用 O2 作为主要代谢底物。由于绝对依赖 O2 的持续供应，动物已经进化出一种在细胞水平上适应缺氧的机制。这是由缺氧诱导因子（HIF）的激活介导的。在缺氧条件下，HIF 会保持稳定并诱导 HIF 靶基因的转录，从而促进一系列适应机制[1]。
通过脯氨酰羟基化进行翻译后修饰是一种众所周知的现象。在细胞外胶原蛋白中，超过 30% 的脯氨酸可被羟基化，这是由位于内质网内的胶原脯氨酰羟化酶（CPH）家族所致。由于脯氨酰 4-羟基化是人类中最常见的翻译后修饰，因此脯氨酰 4-羟化酶是研究的重点[2]。
羟基化蛋白质组学的研究价值
蛋白质羟基化是由加氧酶催化将羟基基团引入脯氨酸或赖氨酸残基的翻译后修饰。脯氨酸羟基化是胶原蛋白三螺旋结构稳定的必要条件，由脯氨酰-4-羟化酶（P4H）催化。此外，HIF-1α 的脯氨酸羟基化是低氧信号通路的核心调控机制，由 PHD（脯氨酰羟化酶结构域蛋白）催化。[3]
羟基化蛋白质组学通过系统性鉴定羟基化修饰位点，揭示胶原蛋白成熟、低氧应答和表观遗传调控的分子网络。基于 LC-MS/MS 的全局分析策略为理解组织纤维化、肿瘤低氧微环境和低氧诱导因子（HIF）通路提供了重要工具。[4]
HIF 通路与低氧信号
HIF-1α 的 Pro402 和 Pro564 位点在常氧条件下被 PHD 羟基化，经 VHL 识别后泛素化降解。低氧条件下羟基化受阻，HIF-1α 稳定积累激活低氧应答基因。该机制是肿瘤血管生成和代谢适应的核心调控。
胶原代谢与纤维化
胶原蛋白中约 10% 的脯氨酸残基被羟基化，这对三螺旋结构的稳定性至关重要。胶原蛋白羟基化异常导致成骨不全症等遗传病和组织纤维化。羟基化蛋白质组学可评估胶原成熟状态。
表观遗传调控
TET 家族 DNA 去甲基化酶和 JmjC 家族组蛋白去甲基化酶均为 Fe²⁺/α-KG 依赖性加氧酶，其底物特异性和调控机制与羟基化反应密切相关。这些酶的蛋白质底物羟基化修饰是表观遗传研究的新兴方向。
Aimsmass 技术方案
Aimsmass 基于专业的 LC-MS/MS 质谱平台，提供羟基化蛋白质组学服务，可对生物样本进行全局羟基化修饰定性分析。
羟基化修饰鉴定与质谱分析
羟基化修饰引入 +15.995 Da 的质量偏移，与氧化修饰质量偏移相同。基于高分辨 LC-MS/MS 平台和严格的对照实验设计（排除非特异性氧化），结合可变修饰搜库策略系统性鉴定蛋白质羟基化位点。
羟基化蛋白质组学定量策略对比
在全局鉴定羟基化修饰位点的基础上，定量分析可进一步比较不同生理/病理状态下修饰水平的动态变化。Aimsmass 提供多种定量策略供选择：
| 对比维度 | Label-free 非标记定量 | iTRAQ/TMT 标记定量 | DIA 数据非依赖采集 |
|---|---|---|---|
| 样本通量 | 无限制，灵活多样 | 最多 16 个样本同时标记 | 无限制，适合大队列 |
| 定量精度 | 中等，需较多技术重复 | 高，多通道内标校正 | 高，谱图库辅助定量 |
| 成本 | 最低，无试剂费用 | 较高，需标记试剂 | 中等 |
| 适用场景 | 样本量大、预算有限的探索性研究 | 精确比较少量样本间的修饰差异 | 大队列临床样本、时间序列研究 |
| 推荐 | Aimsmass 技术团队会根据您的实验设计和样本数量推荐最优定量方案 | ||
数据交付内容
修饰位点鉴定列表
包含修饰蛋白名称、修饰位点位置、修饰肽段序列、鉴定置信度评分（FDR 控制）。
原始质谱数据
提供全部 LC-MS/MS 原始数据文件（.raw/.mzML），支持后续独立数据分析与验证。
搜库结果与质控报告
数据库搜索结果（含搜库参数说明）、质控指标汇总（肽段/蛋白 FDR、鉴定数量统计）。
增值分析（可选）
差异修饰定量分析、GO 功能注释、KEGG 通路富集、蛋白互作网络分析等生信分析报告。
送样要求
| 样本类型 | 送样量/每个样本 |
|---|---|
| 常规动物组织 | 100mg |
| 软体动物组织 | 1g |
| 常规植物组织 | 1g |
| 植物果实及种子 | 2g-4g |
| 细胞样本 | 2×107 |
| 菌类样本 | 150mg |
| 最低蛋白质量：1mg | |
* 具体的样本制备和保存要求请参考送样指南，或联系技术支持获取定制化送样方案。
检测平台：Thermo Fisher Orbitrap Exploris 480 / Q Exactive HF-X 高分辨质谱仪（分辨率 240,000 @ m/z 200，扫描速度 40 Hz），搭配 EASY-nLC 1200 纳升液相色谱系统 + HPLC-MS/MS
开启您的羟基化组学研究
提交咨询，Aimsmass 技术团队将根据您的课题定制实验方案和报价。
获取定制方案与报价相关蛋白质组学服务
- Rebak AS, Hendriks IA, Nielsen ML. Characterizing citrullination by mass spectrometry-based proteomics. Philos Trans R Soc Lond B. 2023;378(1890):20220237. DOI:10.1098/rstb.2022.0237 瓜氨酸化
- Wang B, Fields L, Li L. Recent advances in characterization of citrullination and its implication in human disease research: from method development to network integration. Proteomics. 2023;23(21-22):e2200286. DOI:10.1002/pmic.202200286 羟化
- Zurlo G, et al. New insights into protein hydroxylation and its important role in human diseases. Biochim Biophys Acta Rev Cancer. 2016;1866(2):208-220. DOI:10.1016/j.bbcan.2016.09.004 综述
常见问题
羟基化蛋白质组学服务有什么优势？
操作容易简单，不需同位素标记，实验流程简单。高精度与准确性，可全局绘制修饰景观图谱，采用 Thermo Fisher Orbitrap Exploris 480 / Q Exactive HF-X 高分辨质谱仪（分辨率 240,000 @ m/z 200，扫描速度 40 Hz），搭配 EASY-nLC 1200 纳升液相色谱系统，获取更多肽段信息，找到更多修饰位点。检测范围广，可系统性绘制各种细胞或组织中羟基化修饰景观图谱。
样本送样要求是什么？
常规动物组织 100mg，软体动物组织 1g，常规植物组织 1g，植物果实及种子 2g-4g，细胞样本 2×107 个，菌类样本 150mg，最低蛋白质量 1mg。具体的样本制备和保存要求请参考送样指南。
羟基化蛋白质组学服务周期一般多长？
常规服务周期为 4-6 周，包含样本前处理、修饰富集、LC-MS/MS 检测和数据分析全流程。如样本量较大或有特殊需求（如多组学联用），周期可能适当延长。具体时间安排可在咨询时与 Aimsmass 技术团队确认。
交付的数据包含哪些内容？
标准交付内容包括：羟基化修饰位点鉴定列表（含修饰蛋白名称、位点位置、肽段序列、FDR 评分）、LC-MS/MS 原始数据文件（.raw/.mzML）、搜库结果与质控报告（含搜库参数和鉴定统计）。可选增值服务包括差异修饰定量分析、GO 功能注释、KEGG 通路富集等生信分析报告。
组学发现后如何验证目标羟基化位点？
Aimsmass 提供配套的羟基化位点鉴定技术服务和验证试剂盒，可通过 Western Blot、定点突变和功能实验对组学发现的目标位点进行独立验证，形成"组学发现 → 靶向验证"的完整研究闭环。
一次实验能鉴定多少羟基化修饰位点？
鉴定数量取决于样本类型、蛋白复杂度和修饰丰度。一般情况下，单次实验可鉴定数百至数千个羟基化修饰位点。采用高深度分级分离策略可进一步提高鉴定覆盖度。Aimsmass 技术团队会根据研究目标推荐最优方案。