Proton transfer charge reduction (PTCR)
Aplikace | 2021 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Middle-down hmotnostní spektrometrie (MD MS) se stává klíčovou metodou pro detailní analýzu monoklonálních protilátek a jejich subjednotek díky optimálnímu kompromisu mezi bottom-up a top-down přístupy.
Cílem práce bylo porovnat standardní ETD MS2 se sekvenční ETD MS2 následovanou protonovým přenosem náboje (PTCR MS3) za účelem zvýšení pokrytí sekvence a zlepšení spolehlivosti při identifikaci subjednotek mAb.
Vzorek standardní mAb SILuLite byl zpracován IdeS proteázou a redukován TCEP, čímž vznikly tři ~25 kDa subjednotky (Lc, Fd', Fc/2). Subjednotky byly separovány na RP UHPLC kolóně MAbPac RP (1.0×150 mm, 4 μm) s nelineárním gradientem a analyzovány na Orbitrap Eclipse Tribrid MS s ETD a PTCR moduly. MS parametry: ETD reakce 3 ms (MS2), PTCR 20–40 ms (MS3), HMRn až do m/z 8000.
Protonový přenos náboje (PTCR) v kombinaci s ETD na Orbitrap Eclipse výrazně zvyšuje kvalitu a hloubku middle-down analýzy monoklonálních protilátek, zvyšuje pokrytí sekvence, zjednodušuje spektra a posiluje důvěru v lokalizaci modifikací v průmyslovém i výzkumném prostředí.
1. Srzentić K. et al. Interlaboratory Study for Characterizing Monoclonal Antibodies by Top-Down and Middle-Down Mass Spectrometry. J Am Soc Mass Spectrom 31, 1783–1802 (2020).
2. Fornelli L. et al. Middle-Down Analysis of Monoclonal Antibodies with Electron Transfer Dissociation Orbitrap FTMS. Anal Chem 86, 3005–3012 (2014).
3. Fornelli L. et al. Accurate Sequence Analysis of a Monoclonal Antibody by Top-Down and Middle-Down Orbitrap Mass Spectrometry. Anal Chem 90, 8421–8429 (2018).
4. Kline J. T. et al. Sequential Ion–Ion Reactions for Enhanced Gas-Phase Sequencing of Large Intact Proteins. J Am Soc Mass Spectrom (2021).
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap, LC/IT
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Middle-down hmotnostní spektrometrie (MD MS) se stává klíčovou metodou pro detailní analýzu monoklonálních protilátek a jejich subjednotek díky optimálnímu kompromisu mezi bottom-up a top-down přístupy.
Cíle a přehled studie
Cílem práce bylo porovnat standardní ETD MS2 se sekvenční ETD MS2 následovanou protonovým přenosem náboje (PTCR MS3) za účelem zvýšení pokrytí sekvence a zlepšení spolehlivosti při identifikaci subjednotek mAb.
- Stanovit optimální podmínky ETD MS2 a PTCR MS3 na Orbitrap Eclipse Tribrid.
- Umožnit detailní sekvenování IgG1 fragmentů (Lc, Fd', Fc/2) po IdeS trávení.
- Ověřit zjednodušení spektra a rozšíření hmotnostního rozsahu pomocí HMRn až do m/z 8000.
- Navrhnout obecný protokol pro charakterizaci mAb a ADC kombinací aktivací iontů a PTCR.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorek standardní mAb SILuLite byl zpracován IdeS proteázou a redukován TCEP, čímž vznikly tři ~25 kDa subjednotky (Lc, Fd', Fc/2). Subjednotky byly separovány na RP UHPLC kolóně MAbPac RP (1.0×150 mm, 4 μm) s nelineárním gradientem a analyzovány na Orbitrap Eclipse Tribrid MS s ETD a PTCR moduly. MS parametry: ETD reakce 3 ms (MS2), PTCR 20–40 ms (MS3), HMRn až do m/z 8000.
Hlavní výsledky a diskuse
- ETD MS2 dosáhla ~46 % pokrytí sekvence Lc jednou analýzou; PTCR MS3 zlepšila pokrytí na 64 %.
- Počet identifikovaných unikátních produktových iontů vzrostl z 110 (ETD MS2) na 212 (ETD MS2–PTCR MS3).
- Počet c/z komplementárních párů se zvýšil z 3 na 53, což výrazně zvyšuje důvěru při lokalizaci PTM.
- Spektrální zjednodušení díky PTCR umožňuje odlišení velkých fragmentů (10–20 kDa) a minimalizuje překryvy nabitých clusterů.
Přínosy a praktické využití metody
- Zrychlené a spolehlivé middle-down sekvenování subjednotek mAb v jediném LC průběhu.
- Vysoké pokrytí sekvence (>60 %) bez nutnosti kombinace více ionizačních metod.
- Zlepšení lokalizace post-translačních modifikací díky identifikaci větších iontů.
- Kompatibilita s analýzou chemických modifikací a konjugovaných protilátek (ADC).
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření principu PTCR na další iontové aktivace (CID, HCD, EThcD, UVPD) ke zvýšení celkového pokrytí sekvence.
- Integrace middle-down přístupu s bioinformatickými nástroji pro automatizované ověřování a kvantifikaci modifikací.
- Možné aplikace v QC prostředí farmaceutického vývoje a v klinické analýze protilátek.
Závěr
Protonový přenos náboje (PTCR) v kombinaci s ETD na Orbitrap Eclipse výrazně zvyšuje kvalitu a hloubku middle-down analýzy monoklonálních protilátek, zvyšuje pokrytí sekvence, zjednodušuje spektra a posiluje důvěru v lokalizaci modifikací v průmyslovém i výzkumném prostředí.
Reference
1. Srzentić K. et al. Interlaboratory Study for Characterizing Monoclonal Antibodies by Top-Down and Middle-Down Mass Spectrometry. J Am Soc Mass Spectrom 31, 1783–1802 (2020).
2. Fornelli L. et al. Middle-Down Analysis of Monoclonal Antibodies with Electron Transfer Dissociation Orbitrap FTMS. Anal Chem 86, 3005–3012 (2014).
3. Fornelli L. et al. Accurate Sequence Analysis of a Monoclonal Antibody by Top-Down and Middle-Down Orbitrap Mass Spectrometry. Anal Chem 90, 8421–8429 (2018).
4. Kline J. T. et al. Sequential Ion–Ion Reactions for Enhanced Gas-Phase Sequencing of Large Intact Proteins. J Am Soc Mass Spectrom (2021).
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Go beyond in biopharmaceutical characterization
2020|Thermo Fisher Scientific|Technické články
65653 WHITE PAPER Go beyond in biopharmaceutical characterization Unprecedented insights into the most advanced biotherapeutics are revealed by utilizing the pioneering technology and software developments incorporated into the Thermo Scientific™ Orbitrap Eclipse™ Tribrid™ mass spectrometer. Abstract The pioneering technology and…
Klíčová slova
mass, massptcr, ptcrion, ionorbitrap, orbitraptribrid, tribrideclipse, eclipseproduct, productcharacterization, characterizationetd, etdcharge, chargenative, nativedown, downions, ionsresulting, resultingstate
In-depth characterization of monoclonal antibodies
2024|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Technical note | 003318 Biopharma In-depth characterization of monoclonal antibodies Intact mass analysis and middle-down mass spectrometry approaches on an Orbitrap Ascend BioPharma Tribrid mass spectrometer Authors Goal Jingjing Huang, Christopher Mullen, To assess the performance of the Thermo Scientific™…
Klíčová slova
trastuzumab, trastuzumabsubunits, subunitsintact, intactuvpd, uvpdactivation, activationtype, typeethcd, ethcdarb, arbmass, massorbitrap, orbitrapascend, ascendparameters, parametersfragmentation, fragmentationscan, scantrue
Discovery with the Orbitrap Eclipse Tribrid mass spectrometer
2021|Thermo Fisher Scientific|Technické články
WHITE PAPER 65971 Grant application resource Go beyond today’s discovery with the Orbitrap Eclipse Tribrid mass spectrometer Keywords: Orbitrap Eclipse Tribrid Mass Spectrometer, FAIMS Pro Interface, Mass Spectrometry, Quantitative Proteomics, TMT and TMTpro Multiplexing, Single-cell Sensitivity, Top-down Proteomics, Native Intact…
Klíčová slova
orbitrap, orbitraptribrid, tribridfaims, faimseclipse, eclipsemass, masstmt, tmtion, ionprotein, proteinptcr, ptcrotit, otitsearch, searchprecursor, precursorsps, spsspectrometer, spectrometerisolation
Improved Middle-Down Characterization of Antibodies Using Multiple Ion Activation Techniques and Ion-Ion Proton Transfer Reactions on a Modified Orbitrap Mass Spectrometer
2018|Thermo Fisher Scientific|Postery
Improved Middle-Down Characterization of Antibodies Using Multiple Ion Activation Techniques and Ion-Ion Proton Transfer Reactions on a Modified Orbitrap Mass Spectrometer John E.P. Syka, Christopher Mullen, Stephane Houel, Romain Huguet, Joshua A. Silveira, Helene L. Cardasis, and Vlad Zabrouskov; Thermo…
Klíčová slova
iipt, iiptetd, etdprecursor, precursorion, ionmab, mabreactions, reactionsactivation, activationcid, cidions, ionstrap, trapsequence, sequenceproduct, productreaction, reactionobservation, observationpreliminary