引言
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!
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」。

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:

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:
1. 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;
2. 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:
1. 设 8 个浓度梯度(0.19nM-67.5μM,覆盖 “无结合 - 饱和结合” 全区间);
2. 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;
3. 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」。
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 - 简书
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.