Multiple ion activations and proton transfer charge reduction facilitate the characterization of capsid proteoforms of recombinant adeno-associated virus 6 (rAAV6)
Postery | 2021 | Thermo Fisher Scientific | ASMSInstrumentace
Adeno-asociované viry (AAV) se staly klíčovými genovými vektory v medicíně díky své nízké patogenitě a schopnosti efektivně doručit terapeutický genetický materiál. Detailní molekulární charakterizace kapcidálních proteinů VP1, VP2 a VP3 je zásadní pro kontrolu kvality, zajištění stability a optimalizaci funkčnosti těchto vektorů při klinických aplikacích genové terapie.
Studie se zaměřila na charakterizaci proteoform subjednotek kapsidu rAAV6, serotypu využitelného pro epitelové a respirační buňky. Hlavním cílem bylo zvýšit sekvenační pokrytí jednotlivých subjednotek pomocí kombinace komplementárních fragmentačních technik (HCD, ETD/EThcD) a proton transfer charge reduction (PTCR) v multi-stupňové MSn analýze. Autoři optimalizovali podmínky pro jednotlivé subjednotky a vyhodnotili synergii MS2 a MS3 experimentů.
Kombinace komplementárních MS2 fragmentačních režimů a MS3 PTCR je klíčová pro komplexní charakterizaci rAAV6 kapsidálních proteoform. Navržený postup podporuje vývoj standardizovaných QC metod a přispívá k vyšší bezpečnosti a účinnosti genové terapie.
1. Herron W. J.; Goeringer D. E.; McLuckey S. A. Gas-Phase Electron Transfer Reactions from Multiply-Charged Anions to Rare Gas Cations. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117(46), 11555–11562.
2. Kline J. T.; Mullen C.; Durbin K. R.; Oates R. N.; Huguet R.; Syka J. E. P.; Fornelli L. Sequential Ion–Ion Reactions for Enhanced Gas-Phase Sequencing of Large Intact Proteins in a Tribrid Orbitrap Mass Spectrometer. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2021.
3. Liu A. P.; Patel S. K.; Xing T.; Yan Y.; Wang S.; Li N. Characterization of Adeno-Associated Virus Capsid Proteins Using Hydrophilic Interaction Chromatography Coupled with Mass Spectrometry. J. Pharm. Biomed. Anal. 2020, 189, 113481.
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Adeno-asociované viry (AAV) se staly klíčovými genovými vektory v medicíně díky své nízké patogenitě a schopnosti efektivně doručit terapeutický genetický materiál. Detailní molekulární charakterizace kapcidálních proteinů VP1, VP2 a VP3 je zásadní pro kontrolu kvality, zajištění stability a optimalizaci funkčnosti těchto vektorů při klinických aplikacích genové terapie.
Cíle a přehled studie
Studie se zaměřila na charakterizaci proteoform subjednotek kapsidu rAAV6, serotypu využitelného pro epitelové a respirační buňky. Hlavním cílem bylo zvýšit sekvenační pokrytí jednotlivých subjednotek pomocí kombinace komplementárních fragmentačních technik (HCD, ETD/EThcD) a proton transfer charge reduction (PTCR) v multi-stupňové MSn analýze. Autoři optimalizovali podmínky pro jednotlivé subjednotky a vyhodnotili synergii MS2 a MS3 experimentů.
Použitá metodika a instrumentace
- Příprava vzorků: rAAV6 exprimovaný v HEK293, purifikace spin-kolonkami (100 kDa) a denaturace 10 % kyselinou octovou.
- LC separace: Ultimate 3000™ UHPLC s BEH C4 kolonkou (100 mm×1 mm), eluce lineárním gradientem vody/ACN s 0,1 % DFA, průtok 100 µl/min.
- MSn analýza: Orbitrap Eclipse™ Tribrid MS, rozlišení 240 000 (m/z 200) v módu full profile.
- MS2 fragmentace: HCD (40–45 % NCE) a ETD/EThcD (10–20 ms).
- MS3 PTCR: perfluoroperhydrophenanthrenová aniontová reagens (C14F24), doba reakce 5–40 ms, izolace 1800 m/z v LTQ.
- Cílená izolace 12–15 nábojových stavů (160–210 m/z šířka) pro VP1, VP2 a VP3.
Hlavní výsledky a diskuse
- VP1 (81 kDa): kombinace HCD MS2 a ETD MS2 zvýšila sekvenační pokrytí na ~20 %.
- VP2 (67 kDa): optimalizace HCD/ETD vedla k nárůstu pokrytí z ~9,5 % na ~16 %.
- VP3 (59 kDa): díky vysoké abundanci umožnilo spojení ETD MS2–PTCR MS3 s HCD dosáhnout ~38 % pokrytí, především detekcí větších fragmentů po redukci náboje.
- PTCR výrazně redukovalo překryv signálů ve spektru a zlepšilo kvalitu dat pro vysoce nabité ionty.
Přínosy a praktické využití metody
- Vyšší sekvenační pokrytí umožňuje spolehlivou identifikaci proteoform a jejich modifikací v AAV kapsidu.
- Metodika poskytuje robustní nástroj pro rutinní QC genových vektorů.
- PTCR rozšiřuje možnosti analýzy intact proteinů v komplexních biologických vzorcích.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Integrace HILIC a dalších separačních technik pro zdokonalení oddělení VP1 a VP2.
- Další optimalizace PTCR parametrů pro analýzu nízkoabundantních proteinů.
- Automatizace workflow LC–MSn pro standardizovanou kontrolu kvality AAV výrobků.
Závěr
Kombinace komplementárních MS2 fragmentačních režimů a MS3 PTCR je klíčová pro komplexní charakterizaci rAAV6 kapsidálních proteoform. Navržený postup podporuje vývoj standardizovaných QC metod a přispívá k vyšší bezpečnosti a účinnosti genové terapie.
Reference
1. Herron W. J.; Goeringer D. E.; McLuckey S. A. Gas-Phase Electron Transfer Reactions from Multiply-Charged Anions to Rare Gas Cations. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117(46), 11555–11562.
2. Kline J. T.; Mullen C.; Durbin K. R.; Oates R. N.; Huguet R.; Syka J. E. P.; Fornelli L. Sequential Ion–Ion Reactions for Enhanced Gas-Phase Sequencing of Large Intact Proteins in a Tribrid Orbitrap Mass Spectrometer. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2021.
3. Liu A. P.; Patel S. K.; Xing T.; Yan Y.; Wang S.; Li N. Characterization of Adeno-Associated Virus Capsid Proteins Using Hydrophilic Interaction Chromatography Coupled with Mass Spectrometry. J. Pharm. Biomed. Anal. 2020, 189, 113481.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Characterization of adeno-associated viral proteins proteoforms using a top-down MS approach on a UHPLC-Orbitrap Ascend Tribrid mass spectrometer
2023|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 002599 Biopharma Characterization of adeno-associated viral proteins proteoforms using a top-down MS approach on a UHPLC-Orbitrap Ascend Tribrid mass spectrometer Application benefits Authors Reiko Kiyonami , Rafael Melani , 1 1 • Confident determination of PTM localization…
Klíčová slova
fragment, fragmenttop, topdown, downviral, viralascend, ascenduvpd, uvpdethcd, ethcdion, iontypes, typesaav, aavdissociation, dissociationtribrid, tribridproteoforms, proteoformsintact, intactsequence
Characterization of Adeno-Associated Viral assemblies on an Ultra-High Mass Range Hybrid Quadrupole-Orbitrap Mass Spectrometer
2021|Thermo Fisher Scientific|Postery
Characterization of Adeno-Associated Viral assemblies on an Ultra-High Mass Range Hybrid QuadrupoleOrbitrap Mass Spectrometer Kristina Srzentić1, Eugen Damoc2, Marc Günder1 1Thermo Fisher Scientific, Reinach, Switzerland 2Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany ABSTRACT Purpose: Evaluate the performance of the Thermo Scientific™ Q…
Klíčová slova
viral, viralaav, aavintact, intactmass, massanalysis, analysisadeno, adenoassemblies, assembliesdenaturing, denaturingunder, underassociated, associatedstoichiometries, stoichiometriesnative, nativeassembly, assemblyvanquish, vanquishnear
Highly sensitive intact mass analysis of AAV capsid proteins using a UHPLC-FLD- HRAM MS platform
2021|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 000253 Highly sensitive intact mass analysis of AAV capsid proteins using a UHPLC-FLDHRAM MS platform Authors: Reiko Kiyonami¹, Kristina Srzentić², Rosa Viner¹, Weijing Liu¹, Min Du², Katy Irvin³, Kenneth Thompson³, Chao Yan Liu³, Jon Zmuda³ ¹ Thermo Fisher…
Klíčová slova
capsid, capsidaav, aavintact, intactviral, viraltop, topdown, downproteins, proteinsprotein, proteinmass, masssequence, sequenceintensity, intensityvanquish, vanquishrelative, relativefragment, fragmentthermo
Adeno-associated virus capsid protein characterization and host cell protein profiling using micro-flow UHPLC-Orbitrap MS
2021|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 000242 Adeno-associated virus capsid protein characterization and host cell protein profiling using micro-flow UHPLC-Orbitrap MS Authors: Reiko Kiyonami1, Jennifer Sutton1, Katy Irvin2, Ken Cook3, Estee Toole4, Min Du5 Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA; 2 Thermo Fisher Scientific,…
Klíčová slova
hcp, hcppeptide, peptideaav, aavprotein, proteinpurified, purifiedviral, viralcapsid, capsidmapping, mappingharvest, harvestmodification, modificationsetting, settingpepsin, pepsinabundant, abundanthost, hostprotease