兩類檢測,兩類問題
檢測是一種受控的測量,它把一個分子的作用轉化為一個數字。兩大家族是生化檢測和細胞檢測。生化檢測在試管或孔中把純化的蛋白質、底物和你的化合物混合,然後直接讀出活性——對於酶來說,就是生成了多少產物。它乾淨、快速,能毫不含糊地告訴你這個化合物作用於那個蛋白質。
細胞檢測把化合物加到活細胞上,測量某種下游後果——報告基因被點亮、受體發出訊號、細胞死亡或分裂。它回答一個更難、更誠實的問題:這個化合物在細胞內部——它必須先穿過細胞膜並存活下來的地方——是否做了正確的事?這種真實感正是其全部價值所在,也是其全部困難所在。
在規模化時真正重要的取捨
生化檢測更便宜、更快、更易解讀,這正是經典高通量篩選活動往往從它開始的原因。但純化的蛋白質行為可能與細胞內的蛋白質不同,而且一個生化苗頭也許永遠無法穿過細胞膜到達靶點。細胞檢測恢復了生物學背景,卻帶來了雜訊:偽裝成活性的細胞毒性、偏離通路的效應,以及大得多的變異性。每一個孔都是一個微小的活系統,它可能正經歷糟糕的一天,也可能正經歷美好的一天。
你通常從一個已確證的苗頭報告的數字是IC50——使所測活性減半的濃度。來自生化檢測的IC50與來自細胞檢測的IC50不是同一回事:細胞數值還把滲透性、外排和蛋白結合都摺疊了進去。當細胞數值遠差於生化數值時,這個差距本身就是一條線索,告訴你該去修正什麼。
Z因子:這次篩選到底能不能跑?
在篩選一百萬個孔之前,你必須知道這個檢測能可靠地把活性與非活性區分開。Z因子用一個數字概括了這一點。它比較你的陽性對照與陰性對照之間的差距,與對照內部的散佈。一個乾淨、寬大的差距加上緊湊的對照,會得到接近1的Z因子;重疊、嘈雜的對照則會把它拉向0甚至更低。
Z' = 1 − [ 3·(SD_pos + SD_neg) / |mean_pos − mean_neg| ] Z' > 0.5 excellent, large separation → fine for HTS 0 < Z' < 0.5 marginal, usable with caution Z' ≤ 0 unacceptable, controls overlap → fix the assay first Rule of thumb: never start a big screen below Z' = 0.5.