QUANTITATIVE EVALUATION OF AFFIMER AND MOLECULAR IMPRINTED POLYMER AFFINITY GLYCOPROTEINS ANALYSIS BY MULTIPLE REACTION MONITORING LC-MS/MS
Postery | 2024 | Waters | ASMSInstrumentace
Analýza specifických glykoproteinů hraje klíčovou roli v klinickém výzkumu nádorových a virových biomarkerů. Detailní kvantifikace glykoizoforem a jejich posttranslačních modifikací přináší nové možnosti pro diagnostiku a monitoring onemocnění. Kombinace specifických afinitních ligandů (Affimer® a MIP) s vysoce citlivými LC-MS/MS MRM metodami umožňuje překonat obtíže spojené s heterogenní glykosylací, nízkými hladinami analyzovaných proteinů a interferencemi v komplexních biologických matricích.
Cílem studie bylo porovnat výkonnost affinitních sorbentů založených na rekombinantních Affimerech a molekulárně imprinted polymeru (MIP) vůči tradičním protilátkám při obohacení a kvantifikaci tří modelových glykoproteinů: karcinoembryonální antigenu (CEA), CA-125 a S-proteinu SARS-CoV-2. Studie zahrnuje vývoj, optimalizaci a semi-automatizaci protokolů afinitního obohacení a následné MRM detekce pomocí LC-MS/MS.
Metodika zahrnovala:
Pro CEA přidání PNGase F před tryptickým štěpením zvýšilo signál v LC-MS o více než 10^5násobek. U CA-125 byl pozorován 10–50násobný nárůst signálu, avšak afinitní obohacení nebylo dále rozvíjeno kvůli nespecifičnostem v identitě epitopů. Pro S-protein SARS-CoV-2 MIP sorbenty dosáhly kvantitativní vazby a analytického odezvy s lineární odezvou v širokém rozmezí koncentrací. Nevýznamný vliv glykosylace rekombinantních standardů potvrdil, že deglykozylace výrazně zvyšuje signál pouze u vysoce glykosylovaných biomarkerů. Byly identifikovány a optimalizovány proteotypické peptidy pro MRM sledování každého analyzovaného proteinu.
Afinitní obohacení s Affimery a MIP významně zvýšilo citlivost a selektivitu analýzy glykoproteinů v komplexních matricích, což otevírá cestu k nízké úrovni detekce v klinických vzorcích. Metoda je kompatibilní s existujícími automatizovanými workflow a umožňuje flexibilní offline i online integraci do LC-MS/MS analýzy.
Další směřování zahrnuje plnou automatizaci afinitní přípravy vzorku, integraci do 2D-LC systémů a rozšíření na multiplexní detekci celé řady glykoproteinových markerů. MIP a Affimer® technologie lze přizpůsobit novým cílovým proteinům, včetně dalších virových antigenů a onkologických markerů.
Studie prokázala, že kombinace specifických affinitních ligandů s optimalizovaným deglykozylačně-proteolytickým štěpením a citlivou MRM detekcí zajišťuje vysokou selektivitu a nízkou mez detekce pro glykoproteinové biomarkery. Affimery i MIP sorbenty představují robustní alternativu ke klasickým protilátkám a rozšiřují možnosti cílené proteomiky v oblasti klinické analytiky.
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Analýza specifických glykoproteinů hraje klíčovou roli v klinickém výzkumu nádorových a virových biomarkerů. Detailní kvantifikace glykoizoforem a jejich posttranslačních modifikací přináší nové možnosti pro diagnostiku a monitoring onemocnění. Kombinace specifických afinitních ligandů (Affimer® a MIP) s vysoce citlivými LC-MS/MS MRM metodami umožňuje překonat obtíže spojené s heterogenní glykosylací, nízkými hladinami analyzovaných proteinů a interferencemi v komplexních biologických matricích.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo porovnat výkonnost affinitních sorbentů založených na rekombinantních Affimerech a molekulárně imprinted polymeru (MIP) vůči tradičním protilátkám při obohacení a kvantifikaci tří modelových glykoproteinů: karcinoembryonální antigenu (CEA), CA-125 a S-proteinu SARS-CoV-2. Studie zahrnuje vývoj, optimalizaci a semi-automatizaci protokolů afinitního obohacení a následné MRM detekce pomocí LC-MS/MS.
Použitá metodika a instrumentace
Metodika zahrnovala:
- Výrobu a konjugaci Affimer® a MIP reagentů na pevnou fázi (skleněné kuličky) pomocí biotin-streptavidin a aminoskupinového vázání.
- On-bead kombinovanou deglykozylaci (PNGase F) a proteolytickou štěpení trypsinem v jednom kroku.
- Denaturaci a redukci proteinu přímo na sorbentu pomocí RapiGest SF, dithiothreitol (DTT) a iodoacetamidu (IAA).
- Chromatografii na ACQUITY UPLC I-Class PLUS systému a detekci na Xevo TQ-XS MS v režimu MRM.
- Zpracování dat softwarem TargetLynx a otevřeným Skyline.
Hlavní výsledky a diskuse
Pro CEA přidání PNGase F před tryptickým štěpením zvýšilo signál v LC-MS o více než 10^5násobek. U CA-125 byl pozorován 10–50násobný nárůst signálu, avšak afinitní obohacení nebylo dále rozvíjeno kvůli nespecifičnostem v identitě epitopů. Pro S-protein SARS-CoV-2 MIP sorbenty dosáhly kvantitativní vazby a analytického odezvy s lineární odezvou v širokém rozmezí koncentrací. Nevýznamný vliv glykosylace rekombinantních standardů potvrdil, že deglykozylace výrazně zvyšuje signál pouze u vysoce glykosylovaných biomarkerů. Byly identifikovány a optimalizovány proteotypické peptidy pro MRM sledování každého analyzovaného proteinu.
Přínosy a praktické využití metody
Afinitní obohacení s Affimery a MIP významně zvýšilo citlivost a selektivitu analýzy glykoproteinů v komplexních matricích, což otevírá cestu k nízké úrovni detekce v klinických vzorcích. Metoda je kompatibilní s existujícími automatizovanými workflow a umožňuje flexibilní offline i online integraci do LC-MS/MS analýzy.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další směřování zahrnuje plnou automatizaci afinitní přípravy vzorku, integraci do 2D-LC systémů a rozšíření na multiplexní detekci celé řady glykoproteinových markerů. MIP a Affimer® technologie lze přizpůsobit novým cílovým proteinům, včetně dalších virových antigenů a onkologických markerů.
Závěr
Studie prokázala, že kombinace specifických affinitních ligandů s optimalizovaným deglykozylačně-proteolytickým štěpením a citlivou MRM detekcí zajišťuje vysokou selektivitu a nízkou mez detekce pro glykoproteinové biomarkery. Affimery i MIP sorbenty představují robustní alternativu ke klasickým protilátkám a rozšiřují možnosti cílené proteomiky v oblasti klinické analytiky.
Reference
- Shamsuddin SH, Jayne DG, Tomlinson DC, McPherson MJ, Millner PA. Selection and characterisation of Affimers specific for CEA recognition. Sci Rep. 2021;11(1):744.
- Bossi A, Bonini F, Turner AP, Piletsky SA. Molecularly imprinted polymers for the recognition of proteins: the state of the art. Biosens Bioelectron. 2007;22(6):1131–1137.
- Van Puyvelde J et al. Cov2MS: An Automated and Quantitative Matrix-Independent Assay for Mass Spectrometric Measurement of SARS-CoV-2 Nucleocapsid Protein. Anal Chem. 2022;94(50):17379–17387.
- The Native Antigen Company. SARS-CoV-2 Spike Glycoprotein S1. [online].
- MacLean B et al. Skyline: an open source document editor for creating and analyzing targeted proteomics experiments. Bioinformatics. 2010;26(7):966–968.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
QUANTITATIVE NON-ANTIBODY AFFINITY LC-MS/MS ANALYSIS OF GLYCOPROTEINS
2024|Waters|Postery
QUANTITATIVE NON-ANTIBODY AFFINITY LC-MS/MS ANALYSIS OF GLYCOPROTEINS Billy J Molloy1, Christian Tiede2, T Lewis Adams2, Darren C Tomlinson2, Oliver Huseyin3, Francesco Canfarotta3, Alan Thomson3, Johannes PC Vissers1 1 Waters Corporation, Wilmslow, United Kingdom, 2 School of Molecular and Cellular Biology,…
Klíčová slova
affinity, affinitydigestion, digestionenrichment, enrichmentbinding, bindingaffimer, affimercea, ceaisoform, isoformdeglycosylation, deglycosylationefficiency, efficiencyglycoproteins, glycoproteinsglycoprotein, glycoproteinspecific, specificglycosylation, glycosylationacrobiosystems, acrobiosystemssimilar
Rapid quantitation of therapeutic antibodies in animal plasma
2017|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 21692 Rapid quantitation of therapeutic antibodies in animal plasma Application benefits Author Xin Zhang , John O’Grady , Kevin Meyer2 1 Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA, USA 2 Perfinity Biosciences Inc., West Lafayette, IN, USA • Rapid sample…
Klíčová slova
igg, iggdigest, digestsmart, smarthuman, humandigestion, digestionprotein, proteinkits, kitsanti, antiimmunoaffinity, immunoaffinityreputable, reputableimmunocapture, immunocapturebead, beadstreptavidin, streptavidinsupplier, suppliercapture
Rapid quantitation of therapeutic antibodies in animal plasma
2017|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 21692 Rapid quantitation of therapeutic antibodies in animal plasma Application benefits Author Xin Zhang , John O’Grady , Kevin Meyer2 1 Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA, USA 2 Perfinity Biosciences Inc., West Lafayette, IN, USA • Rapid sample…
Klíčová slova
igg, iggdigest, digestsmart, smarthuman, humandigestion, digestionprotein, proteinkits, kitsanti, antireputable, reputableimmunoaffinity, immunoaffinityimmunocapture, immunocapturebead, beadstreptavidin, streptavidinsupplier, suppliercapture
Automating Sample Preparation Workflows for Hybrid LC-MS/MS Bioanalysis of Protein Therapeutics: Quantification of Etanercept Using Affinity Purification and Digestion
2019|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] Automating Sample Preparation Workflows for Hybrid LC-MS/MS Bioanalysis of Protein Therapeutics: Quantification of Etanercept Using Affinity Purification and Digestion Paula Orens and Mary Lame Waters Corporation, Milford, MA, USA APPLICATION BENEFITS INTRODUCTION Automating a hybrid LC-MS/MS…
Klíčová slova
protein, proteinautomating, automatingbioanalysis, bioanalysishybrid, hybridtherapeutics, therapeuticsautomated, automatedictcrpgwycalsk, ictcrpgwycalskworkflows, workflowsimmunoaffinity, immunoaffinitypreparation, preparationpurification, purificationetanercept, etanerceptmanual, manualarea, areanormalized