SMART Digest compared to classic in-solution digestion of rituximab for in-depth peptide mapping characterization
Aplikace | 2016 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Peptidové mapování monoklonálních protilátek je základní analytickou metodou v biotechnologickém průmyslu při ověřování identity, čistoty a stability léčivých bílkovin. Tradiční in-solution digesce bývá časově náročná a může během přípravy vzorku indukovat umělé modifikace (deamidace, oxidace, karbamylace). Rychlé a reprodukovatelné enzymatické štěpení za zvýšené teploty nabízí potenciál zkrátit dobu analýzy a minimalizovat nežádoucí artefakty.
Cílem bylo porovnat klasické in-solution digesční protokoly (denaturace v ureu či zahřátím + DTT/IAA) s novou Thermo Scientific SMART Digest kit metodou při štěpení monoklonální protilátky rituximab. Hodnotilo se dosažené sekvenční pokrytí lehkého a těžkého řetězce, identifikace a relativní kvantifikace hlavních post-translačních modifikací (glykozylace, deamidace, oxidace, karbamylace) a reprodukovatelnost výsledků.
Vzorcem byl komerční rituximab (10 mg/mL). Klasické postupy využily denaturaci v 7 M ureu (pH 8) nebo při 70 °C, redukci 5 mM DTT, alkylaci 15 mM IAA a noční digesci trypsinem (40:1). SMART Digest kit používal imobilizovaný trypsin při 70 °C po dobu 15–75 min. Následovalo zředění 0,1 % kyselinou mravenčí a LC–MS analýza.
Rychlá digesce (15–60 min) s minimem nežádoucích modifikací umožňuje pravidelné a standardizované peptide mapping workflow. Metoda zkracuje přípravu vzorku, zvyšuje propustnost laboratoře a omezuje artefakty spojené s pH a teplotou.
SMART Digest kit představuje efektivní alternativu ke klasické in-solution tryptické digesci monoklonálních protilátek. Zkrácení doby digesce, vynikající reprodukovatelnost a nižší míra indukovaných modifikací potvrzují jeho vhodnost pro rutinní peptide mapping v biopharmaceutické kontrole kvality.
Příprava vzorků, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Peptidové mapování monoklonálních protilátek je základní analytickou metodou v biotechnologickém průmyslu při ověřování identity, čistoty a stability léčivých bílkovin. Tradiční in-solution digesce bývá časově náročná a může během přípravy vzorku indukovat umělé modifikace (deamidace, oxidace, karbamylace). Rychlé a reprodukovatelné enzymatické štěpení za zvýšené teploty nabízí potenciál zkrátit dobu analýzy a minimalizovat nežádoucí artefakty.
Cíle a přehled studie
Cílem bylo porovnat klasické in-solution digesční protokoly (denaturace v ureu či zahřátím + DTT/IAA) s novou Thermo Scientific SMART Digest kit metodou při štěpení monoklonální protilátky rituximab. Hodnotilo se dosažené sekvenční pokrytí lehkého a těžkého řetězce, identifikace a relativní kvantifikace hlavních post-translačních modifikací (glykozylace, deamidace, oxidace, karbamylace) a reprodukovatelnost výsledků.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorcem byl komerční rituximab (10 mg/mL). Klasické postupy využily denaturaci v 7 M ureu (pH 8) nebo při 70 °C, redukci 5 mM DTT, alkylaci 15 mM IAA a noční digesci trypsinem (40:1). SMART Digest kit používal imobilizovaný trypsin při 70 °C po dobu 15–75 min. Následovalo zředění 0,1 % kyselinou mravenčí a LC–MS analýza.
Použitá instrumentace
- UHPLC: Thermo Scientific Vanquish Flex Quaternary (C18 Acclaim VANQUISH, 2.1 × 250 mm, 2.2 µm, T=50 °C, 0.3 mL/min)
- MS: Thermo Scientific Q Exactive HF Orbitrap (HESI-II, Full MS 60 000 FWHM, MS/MS 15 000 FWHM, top 5 DDA)
- Software: Chromeleon 7.2 SR4 pro akvizici, BioPharma Finder 1.0 SP1 pro zpracování dat
Hlavní výsledky a diskuse
- 100% sekvenční pokrytí lehkého i těžkého řetězce rituximabu bylo dosaženo u všech šesti testovaných protokolů, již za 15 min u SMART Digest.
- Reprodukovatelnost retenčních časů a kvantitativních výsledků byla u SMART Digest vynikající (RSD < 5 %).
- Celkový počet detekovaných peptide a jejich iontových signálů byl u SMART Digest vyšší než u in-solution metod.
- Relativní množství deamidace a oxidace bylo srovnatelné, nejnižší deamidace vykázal SMART Digest po 15 min (deamidation factor = 1,0, oproti 8,8 u in-solution zahřátím).
- Karbamylace lysinů byla prakticky nulová u SMART Digest díky absenci urey.
Přínosy a praktické využití metody
Rychlá digesce (15–60 min) s minimem nežádoucích modifikací umožňuje pravidelné a standardizované peptide mapping workflow. Metoda zkracuje přípravu vzorku, zvyšuje propustnost laboratoře a omezuje artefakty spojené s pH a teplotou.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Automatizace štěpení v rámci plně integrovaných LC–MS platform
- Využití pro rozsáhlé screeningové studie stability bioterapeutik
- Aplikace na další typy proteinů a biologických makromolekul
- Vývoj nových imobilizovaných enzymů pro selektivní digesci
- On-line post-digesce a on-line desalting v rámci jednoho zařízení
Závěr
SMART Digest kit představuje efektivní alternativu ke klasické in-solution tryptické digesci monoklonálních protilátek. Zkrácení doby digesce, vynikající reprodukovatelnost a nižší míra indukovaných modifikací potvrzují jeho vhodnost pro rutinní peptide mapping v biopharmaceutické kontrole kvality.
Reference
- Ren D. et al. An improved trypsin digestion method minimizes digestion-induced modifications on proteins. Analytical Biochemistry, 2009, 392, 12–21.
- Thermo Scientific SMART Digest Kit Technical Guide, Runcorn, UK, 2015.
- Thermo Scientific Application Note 21198: Improvement in Speed and Reproducibility of Protein Digestion and Peptide Quantitation. Runcorn, UK, 2015.
- Nebija D. et al. Comparison of two-dimensional gel electrophoresis patterns and MALDI-TOF MS analysis of therapeutic recombinant monoclonal antibodies trastuzumab and rituximab. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2011, 56, 684–691.
- Kollipara L., Zahedi R.P. Protein carbamylation: in vivo modification or in vitro artefact? Proteomics, 2013, 13, 941–944.
- Dick L.W. et al. Peptide mapping of therapeutic monoclonal antibodies: Improvements for increased speed and fewer artifacts. Journal of Chromatography B, 2009, 877, 230–236.
- Visser J. et al. Physicochemical and Functional Comparability Between the Proposed Biosimilar Rituximab GP2013 and Originator Rituximab. BioDrugs, 2013, 27, 495–507.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
SMART Digest compared to classic in-solution digestion of rituximab for in-depth peptide mapping characterization
2016|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE Authors: Martin Samonig1, Alexander Schwahn2, Ken Cook3, Mike Oliver4, and Remco Swart1 Thermo Fisher Scientific, Germering, Germany; 2Thermo Fisher Scientific, Basel, Switzerland; 3Thermo Fisher Scientific, Hemel Hempstead, United Kingdom; 4 Thermo Fisher Scientific, Runcorn, United Kingdom 1 Key…
Klíčová slova
smart, smartdigest, digestdigestion, digestiondeamidation, deamidationurea, ureamodifications, modificationscarbamylation, carbamylationpeptide, peptiderituximab, rituximabmodification, modificationabundance, abundancerelative, relativeheat, heatscientific, scientificthermo
SMART Digest Peptide Mapping and Quantitation Compendium
2018|Thermo Fisher Scientific|Příručky
Table of Contents Introduction Faster and More Sensitive Protein Characterization and Quantitation Easier Digestion Faster Digestion Highly Reproducible Digestion Automation of Digestion Improving Sensitivity and Speed SMART Digest Peptide Mapping and Quantitation Compendium Peptide Mapping Peptide Quantitation Product and Method…
Klíčová slova
mapping, mappingpeptide, peptidedigestion, digestionsmart, smartmodifications, modificationsdigest, digestposttranslational, posttranslationalchain, chainheavy, heavytrypsin, trypsinmonoclonal, monoclonalantibodies, antibodiesthroughput, throughputautomated, automatedprotein
An automated high-throughput workflow for peptide mapping to monitor post-translational modifications (PTMs) of monoclonal antibodies
2018|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 21835 An automated high-throughput workflow for peptide mapping to monitor post-translational modifications (PTMs) of monoclonal antibodies Authors Silvia Millán-Martín, Craig Jakes, Giorgio Oliviero, Sara Carillo, Jonathan Bones Characterisation and Comparability Laboratory, NIBRT – The National Institute for Bioprocessing…
Klíčová slova
chain, chainheavy, heavyeeqynstyr, eeqynstyrtkpreeqynstyr, tkpreeqynstyrmnslqsndtaiyycar, mnslqsndtaiyycarlight, lightcetuximab, cetuximabkingfisher, kingfisherwqqgnvfscsvmhealhnhytqk, wqqgnvfscsvmhealhnhytqksmart, smartdigest, digestduo, duoprime, primemagnetic, magneticsrwqqgnvfscsvmhealhnhytqk
Comparison of alternative approaches to trypsin protein digestion for reproducible and efficient peptide mapping analysis of monoclonal antibodies
2018|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 21782 Comparison of alternative approaches to trypsin protein digestion for reproducible and efficient peptide mapping analysis of monoclonal antibodies Authors Silvia Millán-Martín, Craig Jakes, Noemi Dorival-García, Nicola McGillicuddy, Sara Carillo, Amy Farrell, Jonathan Bones National Institute for Bioprocessing…
Klíčová slova
smart, smartdigest, digestadalimumab, adalimumabdigestion, digestionmagnetic, magneticmodifications, modificationsalternative, alternativepeptide, peptiderapid, rapiddeamidation, deamidationmapping, mappingrelative, relativenistmab, nistmabinduced, inducedsample