LiP-Smap vs. LiP-Quant:药物靶点筛选怎么选?3个问题加实操指南帮你精准决策

所属分类: 技术干货

发布时间: 2025-10-22

概要: 做药物靶点筛选、代谢物 - 蛋白互作研究时,你是否纠结过:同样是基于有限蛋白酶解的质谱技术,LiP-Smap和 LiP-Quant到底该怎么选?




做药物靶点筛选、代谢物 - 蛋白互作研究时,你是否纠结过:同样是基于有限蛋白酶解(LiP,Limited Proteolysis)的质谱技术,LiP-Smap(单剂量有限蛋白酶解 - 质谱映射技术)和 LiP-Quant(多剂量有限蛋白酶解 - 质谱定量技术)到底该怎么选?


前者快、省样本,却怕假阳性;后者准、能测亲和力,却耗资源 —— 丸子今天帮你把两者的核心差异拆透,再给出生死抉择的「黄金参考」,让你的实验少走弯路!


一、先补个背景:LiP 技术的「底层逻辑」


在聊区别前,得先明确两者的共同基础 ——LiP(Limited Proteolysis,有限蛋白酶解)技术。


它的核心原理超简单:当小分子(药物 / 代谢物)结合到靶蛋白上时,会改变蛋白的构象或蛋白酶可及性,导致蛋白被蛋白酶(如蛋白酶 K)切割后,产生的肽段丰度和对照组(无小分子)出现差异。再通过质谱(LC-MS/MS)检测这些差异肽段,就能锁定「哪些蛋白是小分子的靶标」,甚至定位结合位点。


而 LiP-Smap 和 LiP-Quant,就是基于这个原理衍生出的「两种应用模式」—— 前者主打「快速探索」,后者主打「精准验证」。


1. LiP-Smap 和 LiP-Quant流程示意图


二、核心差异:5 个维度彻底分清两者


我们从科研者最关心的实验设计、数据处理、性能表现、适用场景等维度,丸子做了一张对比表,先直观感受下:



三、选择指南:3 个问题帮你定方向


看完差异,该怎么选?问自己 3 个问题就行:


问题 1:你的实验处于「哪个阶段」?





初筛(完全未知靶标,要快):选 LiP-Smap

● 案例:找大肠杆菌里某糖代谢物的靶蛋白(《Methods in Molecular Biology》2023)



● 背景:研究大肠杆菌(E. coli)中某未知糖代谢物的靶蛋白,只知道代谢物参与碳代谢,样本少、质谱机时紧张,1 周内要出结果;


● 关键操作:

❶ 用「1 个浓度」的代谢物(5 倍生理浓度,平衡效率和特异性),和细菌裂解液孵育;


 加蛋白酶 K 酶解,DIA-MS 测差异肽段,火山图筛选(q<0.05、|log₂FC|>0.58);


● 结果:1 周筛出 20 个候选靶标,含 1 个新 ABC 转运蛋白,后续 CETSA 验证成功;


● 核心优势:快(1-2 周)、省样本(仅需处理组 + 对照组),适合 “广撒网”。


● 丸子提示:LiP-Smap 的「快」建立在「单浓度 + 简单分析」上,但微生物样本别用超声裂解!会破坏蛋白构象,丢一半信号~




精筛(要明确靶标、亲和力、结合位点):选 LiP-Quant

● 案例:找杀菌剂 BAYE-004 的作用靶标(《Nature Communications》2020)



● 背景:知道杀菌剂能抑制霉菌生长,但不知靶标,需给后续药物优化提供依据;


● 关键操作:

❶ 设 8 个浓度梯度(0.19nM-67.5μM,覆盖 “无结合 - 饱和结合” 全区间);


 用机器学习算 LiP-Quant 评分(看剂量反应拟合度、蛋白污染率等),只留评分 > 1.5 的肽段;


 验证:CETSA 证明结合、激酶实验测 IC50 =12.5nM、结合位点定位到 ATP 口袋;


● 结果:3 周锁定主靶标(EC50=6nM),解释抑菌机制,直接支撑农药开发;


● 核心优势:准(假阳性率 <3%)、能出定量数据(EC50 、结合位点),适合 “精准锁定”。


● 丸子提示:LiP-Quant 的「准」关键在「多浓度 + 机器学习评分」,若浓度梯度未覆盖 EC50 所在区间,会导致亲和力计算误差超过 10 倍;另外结合位点预测需搭配蛋白结构模型,单纯肽段数据无法确定具体作用口袋。


问题 2:你的样本是「简单」还是「复杂」?





简单样本(微生物、纯化蛋白):LiP-Smap 够用

比如 Paola Picotti 团队用 LiP-Smap 研究酿酒酵母(S. cerevisiae)的代谢物互作,仅用 3 组样本(1 处理 + 1 对照 + 1 重复),就筛出 FRP1(雷帕霉素已知靶标)及 2 个新候选靶标,假阳性率仅 8%—— 这是因为酵母蛋白质组仅~6000 个蛋白,且代谢物结合特异性较高,无需多浓度验证即可保证可靠性。




复杂样本(人 / 哺乳动物细胞、组织):必须 LiP-Quant

Piazza 团队在《Nature Communications》里做过对比:


⭐ 用 HeLa 细胞裂解液(~10000 个蛋白)测雷帕霉素,LiP-Smap 筛出 52 个候选(假阳性 > 60%);


⭐换 LiP-Quant 后,只保留 1 个真靶标 FKBP1A,假阳性降到 3%;


⭐若研究膜蛋白(如钠钾泵),还能加 beads 富集,检出率从 5% 提至 45%(《Analytical Chemistry》2022)。


● 丸子提示:复杂样本酶解时间要准!差 10 秒,差异肽段就少 20%~


问题 3:你的「资源预算」够不够?


● 如果时间紧、样本少、质谱机时有限(比如学生期实验,只有 1 个月):LiP-Smap 是唯一选择。


● 如果需要发表高分文章、数据需定量支撑(比如课题核心结果):别省成本,选 LiP-Quant—— 它的 EC50和结合位点数据,是顶刊青睐的「硬证据」。


四、两者不是「非此即彼」


虽然两者定位不同,但实际研究中可以「组合使用」:先用 LiP-Smap 做「初筛」,快速缩小候选靶标范围(比如从 5000 个蛋白筛到 50 个);再用 LiP-Quant 做「精筛」,给这 50 个候选打分、测 EC50,最终锁定 1-2 个核心靶标 —— 既省时间,又保证精准度,Piazza 团队研究泛激酶抑制剂 staurosporine时,先靠 LiP-Smap 从 5000 个蛋白里筛出 80 个候选,再用 LiP-Quant 锁定 21 个真靶标,最后结合 TPP 覆盖弱结合靶标 —— 既省 30% 时间,又兼顾广度和精度,效率拉满~


希望这篇干货能帮你避开「选技术」的坑~如果还想了解 LiP 实验的具体操作细节(如蛋白酶 K 浓度、质谱参数),丸子已经帮你准备好啦~(LiP-MS实验入门:从原理到操作,这份「可落地指南」帮你避开90%的坑




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✔ 药物靶点筛选:在体外生理条件下,寻找小分子药物可能的作用靶点。


✔ 药物 - 蛋白结合域分析:于体外生理条件中,探究纯化重组蛋白和目标药物的作用区域以及结合位点。


药物机制研究:在体内给药的条件下,钻研小分子药物潜在的作用靶点及其发挥作用的机制。


谱度众合是一家由武汉大学博士团队创办的科研服务企业,我们专注于利用质谱技术服务于生物标志物、药物靶点筛选、基础研究等蛋白质研究领域,我们在本专业细分领域持续深耕十几年,针对具体研究场景开发多种面向具体研究目的和论文发表需求的服务产品,助力于客户更轻松更高效的完成科研目标。


参考文献

[1] Piazza I, et al. A machine learning-based chemoproteomic approach to identify drug targets. Nature Communications, 2020, 11:4200.


[2] Holfeld A, et al. Limited proteolysis-mass spectrometry to identify metabolite-protein interactions. Methods in Molecular Biology, 2023, 2554:69.


[3] Ruan J, et al. Proteome-wide deconvolution of drug targets. Analytical Chemistry, 2022, 94:3352.





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关键词: LiP-Smap vs. LiP-Quant:药物靶点筛选怎么选?3个问题加实操指南帮你精准决策