Detection of Ultra High-Mass Proteins Using the OmegaToF Mass Spectrometer

Význam tématu

Analýza makromolekulárních proteinů s ultra vysokou molekulovou hmotností je pro farmaceutický výzkum a vývoj bioterapeutik klíčová. Přesná a rychlá detekce hmot nosti umožňuje kvalitativní a kvantitativní kontrolu složení proteinových komplexů. Rozšíření hmotnostního rozsahu tradiční MALDI-TOF MS přináší do laboratorní praxe vyšší spolehlivost a efektivitu při charakterizaci proteinů s molekulovou hmotností nad 400 kDa.

Cíle a přehled studie / článku

Tato studie demonstruje schopnosti spektrometru OmegaToF pro rutinní analýzu ultra vysokomolekulárních proteinových komplexů. Jako modelové proteiny byly zvoleny imunoglobulin M (IgM) a Hemocyanin z měsíční plžnice (KLH). Cílem je ukázat detekci nabitých stavů ve hmotnostním rozsahu až do ~1 000 kDa s vysokou citlivostí a dobrou kvalitou spektra.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky IgM a KLH byly připraveny v koncentracích 300 nmol/µl (IgM) a 250 nmol/µl (KLH). SPEKTROMETRIE

• Zařízení: OmegaToF benchtop MALDI-TOF MS od Shimadzu/Covalx
• Matrice: standardní MALDI matrice
• Akumulace: 50 laserových zásahů na profil, 200 profilů na spektrum
• Režim měření: záznam průměrných hmot (average masses)

Hlavní výsledky a diskuse

Spektra IgM vykázala četné nabité stavy: jednočárná (~971 kDa), dvojitá (~486 kDa), trojitá (~325 kDa) a čtyřnásobná (~243 kDa) iontová série s dobrým poměrem signál/šum. U KLH byly detekovány jednočárné (~467 kDa) a dvojité (~238 kDa) ionty a množství dalších stavů v rozmezí od ~121 kDa do ~402 kDa. Detekce těchto hmotnostních forem není možná na konvenčních MALDI-TOF přístrojích.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda OmegaToF MALDI-TOF MS zkracuje dobu měření ultra těžkých proteinových komplexů na několik sekund a zvyšuje spolehlivost kvantifikace. Nástroj je vhodný pro QA/QC procesy v biotechnologickém průmyslu, vývoj a validaci bioterapeutik, studium oligomerizace a interakcí proteinů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s chromatografickými technikami pro separaci komplexních vzorků
• Využití pro výzkum velkých proteinových komplexů a virových partikulí
• Rozšíření databází hmotnostních spekter pro automatické rozpoznávání bioterapeutik
• Vývoj softwarových nástrojů pro lepší interpretaci nabitých stavů ultra vysokých molekul

Závěr

Spektrometr OmegaToF MALDI-TOF MS prokázal schopnost rychle a spolehlivě detekovat ultra vysokomolekulární proteiny, které jsou mimo dosah standardních MALDI-TOF přístrojů. Metoda zvyšuje efektivitu kontroly kvality a podpory vývoje nových bioterapeutik.

Reference

1. Covalx Solutions for Protein Complex Analysis High Mass MALDI-TOF Mass Spectrometry Detection of Ultra High-Mass Proteins Using the OmegaToF Mass Spectrometer Application note SSI-MALDI-2202 Shimadzu Corporation 2022