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 klíčové pro ověření identity, stability a kvality biotechnologických léčiv. Rychlá a reprodukovatelná příprava vzorku s minimálním počtem analýzou indukovaných artefaktů usnadňuje rutinní kontroly kvality (QA/QC) a výzkumné aplikace.
Cílem studie bylo porovnat novou metodu SMART Digest™ pro enzymatickou digesci monoklonální protilátky rituximab s tradičními in-solution postupy. Hodnoceny byly tyto parametry:
Proti klasické in-solution digesci (denaturace v 7 M ureu nebo zahřátím při 70 °C) byla testována metoda SMART Digest s imobilizovaným trypsinem při 70 °C po dobu 15, 30, 45 a 75 min.
Všechny testované metody dosáhly 100% sekvenčního pokrytí těžkého i lehkého řetězce rituximabu. SMART Digest umožnil kompletní digesci během 15 min, zatímco konvenční způsoby vyžadovaly přes noc. Reprodukovatelnost (RSD plochy vybraných peptidů) byla u SMART Digest < 5 %. Celkový iontový proud (TIC) a počet identifikovaných komponent byly mezi metodami srovnatelné, nicméně SMART Digest vykázal mírně vyšší počet peptidů a nižší úroveň karbamylace díky vynechání urey.
Posttranslační modifikace (n = 85) se ve všech podmínkách vyskytovaly obdobně. Nejčastějšími PTM byly:
Digesce při zvýšené teplotě a pH 7.2 minimalizovala indukovanou deamidaci a karbamylaci ve srovnání s alkalickou in-solution urea metodou.
SMART Digest přináší:
Očekává se další rozvoj:
SMART Digest nabízí rychlou, vysoce reprodukovatelnou a komplexní digesci monoklonálních protilátek srovnatelnou či lepší než tradiční in-solution metody. Díky výraznému zkrácení času a redukci nežádoucích modifikací je ideální pro rutinní peptidové mapování v biopharmaceutických laboratořích.
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Peptidové mapování monoklonálních protilátek je klíčové pro ověření identity, stability a kvality biotechnologických léčiv. Rychlá a reprodukovatelná příprava vzorku s minimálním počtem analýzou indukovaných artefaktů usnadňuje rutinní kontroly kvality (QA/QC) a výzkumné aplikace.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo porovnat novou metodu SMART Digest™ pro enzymatickou digesci monoklonální protilátky rituximab s tradičními in-solution postupy. Hodnoceny byly tyto parametry:
- Sekvenční pokrytí těžkého a lehkého řetězce mAb
- Identifikace a relativní kvantifikace posttranslačních modifikací (deamidace, oxidace, glykosylace, karbamylace)
- Reprodukovatelnost a časová úspora při přípravě vzorku
Použitá metodika a instrumentace
Proti klasické in-solution digesci (denaturace v 7 M ureu nebo zahřátím při 70 °C) byla testována metoda SMART Digest s imobilizovaným trypsinem při 70 °C po dobu 15, 30, 45 a 75 min.
Použitá instrumentace
- UHPLC: Thermo Scientific™ Vanquish™ Flex Quaternary system
- Kolona: Thermo Scientific™ Acclaim™ VANQUISH™ C18, 2.2 μm, 2.1×250 mm
- Mobilní fáze: A = voda + 0.1 % FA, B = voda/acetonitril (20:80 v/v) + 0.1 % FA, 0.3 mL/min, 50 °C
- MS: Thermo Scientific™ Q Exactive™ HF Hybrid Quadrupole-Orbitrap™, režim DDA (Full MS 60 000, MS2 15 000 FWHM)
- Software: Chromeleon™ 7.2 SR4, BioPharma Finder™ 1.0 SP1
Hlavní výsledky a diskuse
Všechny testované metody dosáhly 100% sekvenčního pokrytí těžkého i lehkého řetězce rituximabu. SMART Digest umožnil kompletní digesci během 15 min, zatímco konvenční způsoby vyžadovaly přes noc. Reprodukovatelnost (RSD plochy vybraných peptidů) byla u SMART Digest < 5 %. Celkový iontový proud (TIC) a počet identifikovaných komponent byly mezi metodami srovnatelné, nicméně SMART Digest vykázal mírně vyšší počet peptidů a nižší úroveň karbamylace díky vynechání urey.
Posttranslační modifikace (n = 85) se ve všech podmínkách vyskytovaly obdobně. Nejčastějšími PTM byly:
- Glykosylace Asn301 vysokourovňovými glykany (A2G0F, A2G1F, A2G2F)
- Deamidace vybraných Asn (N319, N388) – nejnižší při SMART Digest 15 min
- Oxidace Met a Trp – mírný nárůst pouze při dlouhodobé digesci
Digesce při zvýšené teplotě a pH 7.2 minimalizovala indukovanou deamidaci a karbamylaci ve srovnání s alkalickou in-solution urea metodou.
Přínosy a praktické využití metody
SMART Digest přináší:
- Výrazné zkrácení času přípravy vzorku (až z ~16 h na 15 min)
- Vyšší reprodukovatelnost a snížení procesních artefaktů
- Snadnou automatizaci a kompatibilitu s vysokopropustnými platformami UHPLC–MS
- Minimalizaci chemických modifikací (karbamylace, nadměrné deamidace)
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další rozvoj:
- Standardizovaných přípravných kitů pro různé třídy proteinů
- Integrace s plně automatizovanými a online workflow
- Pokročilé softwarové nástroje s umělou inteligencí pro rychlou analýzu dat a predikci modifikací
- Rozšíření na komplexní proteomické aplikace a kvalifikaci biosimilars
Závěr
SMART Digest nabízí rychlou, vysoce reprodukovatelnou a komplexní digesci monoklonálních protilátek srovnatelnou či lepší než tradiční in-solution metody. Díky výraznému zkrácení času a redukci nežádoucích modifikací je ideální pro rutinní peptidové mapování v biopharmaceutických laboratořích.
Reference
- Ren D., Pipes G.D., Liu D., Shih L.-Y., Nichols A.C., Treuheit M.J., Brems D.N., Bondarenko P.V. 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 Utilizing Novel Sample Preparation Technology in a Full Solution Workflow. 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., Mahon D., Qiu D., Cheng K.C. Peptide mapping of therapeutic monoclonal antibodies: Improvements for increased speed and fewer artifacts. Journal of Chromatography B. 2009;877:230–236.
- Visser J., Feuerstein I., Stangler T., Schmiederer T., Fritsch C., Schiestl M. 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