综述：突破亲和选择质谱的界限：从配体筛选到靶标-配体相互作用研究

这篇综述系统阐述了亲和选择质谱（AS-MS）技术在药物发现中的创新应用，重点探讨了其在配体筛选、结合位点表征（orthosteric/allosteric）、定量亲和力测定（KD/ACE50）及膜蛋白研究中的突破性进展，为拓展该技术在未充分开发领域的应用提供了前瞻性视角。

　　

突破亲和选择质谱的界限：从配体筛选到靶标-配体相互作用研究

摘要

亲和选择质谱（AS-MS）作为一种无需标记的技术，已成为研究配体-靶标相互作用的核心工具。该技术通过液相色谱-质谱（LC-MS）分析，能够从合成或天然化合物库中快速识别结合分子，并定量测定解离常数（K_D）和竞争性结合参数（ACE₅₀）。其独特优势在于可同时分析正构（orthosteric）和变构（allosteric）结合模式，为药物发现提供多维数据支持。

定量分析靶标-配体相互作用

K_D作为衡量结合强度的关键参数，可通过AS-MS的饱和结合实验（BFA）或非结合组分分析（UFA）直接测定。例如，在PPARγ/α配体筛选中，AS-MS测得的K_D值与表面等离子共振（SPR）结果高度一致。对于弱结合片段（如HCV NS5B配体，K_D 1-20 mM），AS-MS展现出比等温滴定量热法（ITC）更高的灵敏度。此外，通过动力学参数k_on/k_off计算K_D的方法，在GABA转运体mGAT1研究中被验证与放射性配体结合实验等效。

竞争性实验衍生的ACE₅₀值则提供了一种高通量亲和力排序策略。例如，在A_2A腺苷受体筛选中，ACE₅₀成功区分了正构与变构配体，其中变构配体NGD-3366在高压条件下仍保持稳定结合。

结构生物学洞察

AS-MS通过竞争实验揭示结合位点特性。SARS-CoV-2 S1蛋白与甘草查尔酮A的结合模式研究显示，添加正构配体SBP-1可使配体信号降低3倍，证实其为正构结合。类似地，Akt-1激酶的双配体实验观察到非线性位移曲线，提示变构调控机制。

饱和实验还能测定最大结合位点数（B_max），如HEKmGAT1膜制备物中NO 711的B_max为34.6 pmol/mg，为靶标容量评估提供依据。多靶点同步筛选技术（如hDAT/hNET/hSERT三联测定）进一步拓展了AS-MS的应用维度。

技术拓展与挑战

在片段药物开发（FBDD）中，AS-MS成功筛选出NS5B的芳香环片段（K_D 1-20 mM）和A_2AAR的17个活性片段。分子胶领域，AS-MS已实现CDK12/CCNK/DDB1三元复合物配体筛选（K_D 3-22 μM）。膜蛋白研究则通过优化制备方法，在CXCR4筛选中发现拮抗剂（IC₅₀ 0.2-13 μM）。

当前局限包括竞争性结合导致的弱配体漏检、蛋白稳定性要求（t_1/2 >1秒），以及天然产物（NP）注释难题。自动化工具如GNPS和MRMQuant正逐步解决数据处理瓶颈，而AI整合有望提升预测准确性。

未来展望

AS-MS通过将亲和力定量与结构解析相结合，正在重塑从初筛到优化的药物发现流程。随着自动化与机器学习技术的深度融合，该技术将在探索非传统靶点和复杂相互作用网络中发挥更关键作用。