突破结构生物学瓶颈！LIP-MS技术揭秘小分子-蛋白互作新机制

2024年，AlphaFold创始人斩获诺贝尔奖，标志着蛋白质结构研究迈入黄金时代。作为生命活动的核心执行者，蛋白质不仅通过表达量的变化（上调/下调）调控生理功能，其结构的细微改变更可能引发功能的“质变”——即使蛋白含量不变，构象的差异仍可重塑代谢通路、驱动疾病发生。然而，传统质谱技术虽能精准捕获蛋白表达量变化，却难以捕捉结构这一“隐形密码”。

为解决这一难题，科学家们创新性开发了小分子-蛋白互作检测技术LIP-MS（Limited Proteolysis- Mass Spectrometry），其核心在于巧妙引入广谱蛋白酶蛋白酶K作为“结构探针”。当小分子化合物与靶蛋白结合时，可能诱发蛋白构象变化，导致原有酶切位点暴露或掩蔽——此时，蛋白酶K的切割模式将发生显著改变，生成差异化的蛋白片段。后续通过胰酶（特异性切割赖氨酸/精氨酸）的精准处理，将片段转化为适合质谱检测的肽段，再结合高通量质谱分析与生物信息学挖掘，即可筛选出关键“构象肽”，精准定位与小分子互作的靶点蛋白及其结构变化特征。

在LIP-MS技术领域，我们吉凯基因针对不同研究场景，推出了1.0和2.0版本的解决方案。它们各具特色，能够满足从快速筛选到深度验证的不同研究目标。

·LIP-MS 1.0：采用经典的双组对照设计，通过"加药组vs对照组"的简单比较进行差异分析。这种设计样本量需求小，实验周期短，特别适合前期快速筛选研究。

·LIP-MS 2.0：采用多浓度梯度设计，至少设置6个浓度梯度，每个梯度进行3次重复实验（总计18个样本）。通过多浓度梯度的多组间差异分析，能够更全面地反映小分子-蛋白互作的剂量效应关系。

·LIP-MS 1.0：将差异肽段区分为全胰酶切肽段和半胰酶切肽段，差异的半胰酶切肽段被认为是更有可能性的构象肽段，具有半胰酶切差异肽段的蛋白则更有可能是小分子化合物的潜在靶点。优势在于快速聚焦高可能性靶点，适合资源有限或需快速响应的研究场景。

·LIP-MS 2.0：采用多维度评价体系（等温剂量响应曲线拟合相关系数、构象肽事件数量、显著性差异分析结果、蛋白质污染频率）从四个维度进行构象肽的筛选。优势在于全面降低假阳性风险，为高严谨性研究（如药物开发）提供更稳健的结论。

LIP-MS 1.0生信分析流程

LIP-MS 2.0生信分析流程

·研究对象：肥胖

·目标分子：贯叶金丝桃素（HPF)

·研究结论：HPF可激活AMPK和PGC-1a，借助Ucp1依赖路径促进脂肪组织生热，从而有助于肥胖的治疗；Lip-MS、微量热涌动和分子对接分析相结合确认了二氢硫辛酰胺s-乙酰转移酶 (Dlat) 为HPF的直接分子作用靶点，揭示了HPF用于肥胖治疗的潜在应用价值。

·研究对象：黑色素瘤/乳腺癌

·目标分子：inosine（肌苷）

·研究结论：较高的肌苷水平可以促进T细胞介导的细胞毒性，改善肿瘤微环境，从而提高肿瘤细胞对免疫检查点阻断疗法（ICB）的敏感性；LIP-MS方法表明肌苷直接作用于肿瘤细胞的UBA6蛋白，通过抑制UBA6活性使得肿瘤细胞对免疫疗法更敏感。敲除UBA6基因提高了鼠黑色素瘤和乳腺癌细胞对ICB疗法的敏感性。该研究为克服肿瘤对ICB疗法的抗性提供了潜在的研究靶点。

·研究对象：帕金森症

·样本类型：脑脊液（50名健康人vs50名帕金森患者）

·研究结论：发现76种蛋白在帕金森患者样本中发生了结构性改变，可作为潜在的临床诊断标志物进行进一步研究。