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你能信赖的检测:生化检测与细胞检测

一次筛选的好坏完全取决于它的检测方法。本指南帮助你建立对生化检测和细胞检测读数的直觉,了解各自能告诉你什么、不能告诉你什么,以及Z因子如何决定一次筛选是否值得运行。

两类检测,两类问题

检测是一种受控的测量,它把一个分子的作用转化为一个数字。两大家族是生化检测和细胞检测。生化检测在试管或孔中把纯化的蛋白质、底物和你的化合物混合,然后直接读出活性——对于来说,就是生成了多少产物。它干净、快速,能毫不含糊地告诉你这个化合物作用于那个蛋白质。

细胞检测把化合物加到活细胞上,测量某种下游后果——报告基因被点亮、受体发出信号、细胞死亡或分裂。它回答一个更难、更诚实的问题:这个化合物在细胞内部——它必须先穿过细胞膜并存活下来的地方——是否做了正确的事?这种真实感正是其全部价值所在,也是其全部困难所在。

在规模化时真正重要的取舍

生化检测更便宜、更快、更易解读,这正是经典高通量筛选活动往往从它开始的原因。但纯化的蛋白质行为可能与细胞内的蛋白质不同,而且一个生化苗头也许永远无法穿过细胞膜到达靶点。细胞检测恢复了生物学背景,却带来了噪声:伪装成活性的细胞毒性、偏离通路的效应,以及大得多的变异性。每一个孔都是一个微小的活系统,它可能正经历糟糕的一天,也可能正经历美好的一天。

你通常从一个已确证的苗头报告的数字是IC50——使所测活性减半的浓度。来自生化检测的IC50与来自细胞检测的IC50不是同一回事:细胞数值还把渗透性、外排和蛋白结合都折叠了进去。当细胞数值远差于生化数值时,这个差距本身就是一条线索,告诉你该去修正什么。

Z因子:这次筛选到底能不能跑?

在筛选一百万个孔之前,你必须知道这个检测能可靠地把活性与非活性区分开。Z因子用一个数字概括了这一点。它比较你的阳性对照与阴性对照之间的差距,与对照内部的散布。一个干净、宽大的差距加上紧凑的对照,会得到接近1的Z因子;重叠、嘈杂的对照则会把它拉向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.
Z因子(Z')作为筛选检测的可否启动判据。