LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Accelerating monoclonal antibody peptide mapping with high acquisition speed Orbitrap-based MS

Aplikace | 2020 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
Zaměření
Proteomika
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Souhrn

Význam tématu


Peptidové mapování monoklonálních protilátek je klíčovou technikou v biotechnologické a biofarmaceutické výrobě, jelikož dokáže komplexně charakterizovat primární sekvenci a post-translační modifikace (PTM) terapeutických bílkovin. Rychlá a vysoce výkonná analýza bez kompromisu v kvalitě dat je nezbytná pro škálování procesů vývoje, QA/QC a monitorování kritických atributů produktu (CQA).

Cíle a přehled studie


Cílem této studie bylo demonstrovat schopnost Orbitrap Exploris 480 MS kombinovat vysoké rozlišení a rychlost snímání pro peptidové mapování protilátky golimumab s krátkými chromatografickými gradiencí a zachovat přitom plné pokrytí sekvence, identifikaci a kvantifikaci PTM. Studie hodnotila sedm délek gradientů (5–40 min) a porovnávala výsledky z hlediska kvality dat a reprodukovatelnosti kvantifikace různých modifikací.

Použitá metodika a instrumentace


Digestion & sample prep:
  • Automatizovaná digestace SMART Digest Trypsin magnetic bulk resin na platformě KingFisher Duo Prime (96-well Deepwell, BindIt software).
  • Peptidový nástřik oxidovaného vs. neupraveného golimumabu (500 ppm H2O2 vs. kontrola).
Chromatografie a MS:
  • UHPLC Vanquish Horizon se sloupcem Acclaim VANQUISH C18 (2,2 µm, 2,1×250 mm), 0,3 mL/min, 60 °C, gradienty 2–40 % A/B v časech 5–40 min.
  • Orbitrap Exploris 480 s BioPharma option: MS1 rozlišení 60 000@m/z 200, MS2 15 000, dd-MS2 Top15, HCD, NCE 28, inkluze nábojů 2–6.
  • Software Chromeleon 7.2.10 pro akvizici, BioPharma Finder 3.2 a FreeStyle 1.7 pro analýzu.

Hlavní výsledky a diskuse


  • 100% sekvenční pokrytí lehkého a těžkého řetězce golimumabu ve všech gradientech, i při 5min eluci.
  • Oxidace methioninů (M51, M113, M261, M437) detekována a kvantifikována s vysokou přesností (< 1,5 ppm) i na krátkých gradientech, M261 téměř kompletně oxidován.
  • Deamidace N43 (a vznik succinimidu) a sekundární nižší deamidace N370 jednoznačně rozlišeny díky HRAM-MS; chromatografické oddělení modifikovaných forem trvalo méně než 6 s, přesto byly získány kvalitní MS2 spektra.
  • Profil N-glykozylace na N306 („G0F“, „G1F“, „G2F“, Man5 a další) byl při krátkých gradientech konzistentně kvantifikován pro hlavní glycoformy, drobné varianty vykazovaly větší variabilitu.
  • 100% konverze N-terminální glutaminu (Q1→pyroGlu) a částečná ztráta C-terminální lysinu (~15–20 %) byla dobře reprodukovatelná napříč všemi gradienty.

Přínosy a praktické využití metody


  • Vysoká propustnost (5–40 min) bez obětování datové kvality umožňuje rychlé screenování vzorků během vývoje procesů, výběru klonů nebo kontrolních testů.
  • Kombinace automatizované digestace a rychlé UHPLC-MS akvizice přináší robustní platformu pro rutinní analýzu CQA v biofarmaceutických laboratořích.
  • Integrované datové prostředí (Chromeleon CDS, BioPharma Finder) zkracuje dobu zpracování a usnadňuje reportování výsledků.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Zkracování gradientů pod 5 min pro ultra-high throughput screening, doplněné o paralelní instrumentaci.
  • Rozšíření metodiky o IEX-LC-MS pro lepší rozlišení glyko-a tuhých variant.
  • Integrace umělé inteligence pro automatickou detekci a klasifikaci neznámých PTM.
  • Využití DX-MS (dynamického výběru vzorku) a ion mobility pro detailnější charakterizaci PTM.

Závěr


Metoda vysokorychlostního peptidového mapování pomocí Orbitrap Exploris 480 a Vanquish Horizon UHPLC umožňuje spolehlivou identifikaci a kvantifikaci klíčových PTM monoklonálních protilátek i při krátkých chromatografických gradientech. Kombinace rychlosti, vysokého rozlišení a automatizace přináší efektivní nástroj pro procesní vývoj a rutinní kontrolu kvality biofarmaceutických produktů.

Reference


  1. Evaluate Pharma® Marketing Report: World Preview 2018, Outlook to 2024, 11th Edition, June 2018.
  2. Wang W. et al. Impact of methionine oxidation in human IgG1 Fc on serum half-life of monoclonal antibodies. Mol. Immunol. 2011;48:806–816.
  3. Guan Z. et al. Detection and characterization of methionine oxidation in peptides by CID and ECD. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2003;14:605–613.
  4. Haberger M. et al. Assessment of chemical modifications of sites in CDRs of recombinant antibodies. mAbs. 2014;6(2):327–339.
  5. Goetze A. M. et al. High-mannose glycans on Fc region increase serum clearance in humans. Glycobiology. 2011;21(7):949–959.
  6. Hossler P. et al. Optimal and consistent protein glycosylation in mammalian cell culture. Glycobiology. 2009;19(9):936–949.
  7. Huang K. F. et al. Crystal structure of human glutaminyl cyclase for N-terminal pyroGlu formation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2005;102(37):13117–13122.
  8. Dick L. W. Jr. et al. Origin of N-terminal pyroGlu variation in mAbs using model peptides. Biotechnol. Bioeng. 2007;97(3):544–553.
  9. Liu Z. et al. Cyclization of N-terminal glutamic acid impacts mAb charge heterogeneity. J. Pharm. Sci. 2019;108(10):3194–3200.
  10. Beyer B. et al. Microheterogeneity of recombinant antibodies: analytics and functional impact. Biotechnol. J. 2018;13:1700476.
  11. Brorson K. & Jia A. Y. Therapeutic mAbs and consistent ends: terminal heterogeneity. Curr. Opin. Biotechnol. 2014;25:140–146.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
An automated high-throughput workflow for peptide mapping to monitor post-translational modifications (PTMs) of monoclonal antibodies
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
Investigating process-related post-translational modifications in NISTmAb RM 8671 using high-throughput peptide mapping analysis
APPLICATION NOTE 21781 Investigating process-related post-translational modifications in NISTmAb RM 8671 using high-throughput peptide mapping analysis Authors Silvia Millán, Craig Jakes, Noemí Dorival, Sara Carillo, Jonathan Bones Characterisation and Comparability Laboratory, NIBRT – The National Institute for Bioprocessing Research and…
Klíčová slova
eeqynstyr, eeqynstyrtkpreeqynstyr, tkpreeqynstyrpeptide, peptidesmart, smartdigestion, digestionsequence, sequencemodifications, modificationsrelative, relativemapping, mappingscientific, scientificdigest, digestterminal, terminaloptima, optimaptms, ptmsabundance
SMART Digest compared to classic in-solution digestion of rituximab for in-depth peptide mapping characterization
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 compared to classic in-solution digestion of rituximab for in-depth peptide mapping characterization
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
Další projekty
GCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.