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.

Structural characterization of the therapeutic antibody and biosimilar product with hydrogen deuterium exchange mass spectrometry

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

Souhrn

Význam tématu


Hydrogen-deuterium exchange mass spectrometry (HDX-MS) se stala klíčovým nástrojem pro analýzu strukturálních vlastností monoklonálních protilátek a jejich biosimilárů. Umožňuje sledovat dynamiku proteinů a jejich konformaci v řešení při minimální spotřebě vzorku, což je zásadní pro hodnocení biosimilarity a kvality bioterapeutik.

Cíle a přehled studie


Cílem studie bylo předvést plně automatizovaný HDX-MS workflow založené na Orbitrap Exploris 480 pro komparativní analýzu konformace trastuzumabu a jeho biosimilárního produktu. Studie zahrnuje bottom-up přístup s online trávicí kolonkou a časově řízenou výměnou vodíku za deuterium.

Použitá metodika


Analýza probíhala za použití následujících kroků:
  • Výměna vzorku (1:20) s deuterovaným Hepes pufrem při 10 °C v několika časových bodech (30 s až 4 h).
  • Zastavení reakce přidáním chladicího kvenchingového pufru a online proteolytická digesce při 15 °C.
  • Separační gradientní RP-HPLC na Acclaim PepMap C18 kolonkách.
  • Měření MS v režimu data-dependent HCD MS2 a full scan pro neoznačené vzorky.
  • Opakování experimentu v trojitém provedení pro statistickou validaci.

Použitá instrumentace


  • Orbitrap Exploris 480 mass spectrometer
  • H/D-X PAL (Trajan/LEAP-HD-Automation)
  • Thermo Scientific UltiMate NCS-3500RS LC system
  • Thermo Scientific Acclaim PepMap 100 a 300 C18 kolony
  • Immobilizovaný proteáz III/pepsin NovaBioAssays
  • BioPharma Finder 3.2 software
  • HDExaminer 2.5 software

Hlavní výsledky a diskuse


  • Bylo identifikováno přes 800 peptidů s >98% pokrytím sekvence pro obě řetězce (lehkou i těžkou).
  • Pro výpočet deuterového uptake bylo použito 86 peptidů (lehký řetězec) a 264 peptidů (těžký řetězec).
  • Profily deuterového uptake mezi trastuzumabem a biosimilárem se lišily méně než 4 % pro většinu peptidů.
  • Volcanové grafy a statistická analýza nepotvrdily žádné významné rozdíly (p>0,01) napříč 6000 datovými body.
  • Protektivní faktory na úrovni jednotlivých aminokyselin se téměř zcela překrývaly.

Přínosy a praktické využití metody


Metoda umožňuje rychlou a citlivou kontrolu konformace biotherapeutik s vysokým rozlišením a automatizací. HDX-MS workflow je vhodné pro hodnocení biosimilarity, vývoj nových protilátek i stabilitní studie.

Budoucí trendy a možnosti využití


Analýza HDX-MS se bude dále posouvat směrem k vyššímu rozlišení a integraci se strojovým učením, kombinaci s ion mobility spektrometrií a rozšíření na komplexní biokonjugáty či glykované formy.

Závěr


Plně automatizované HDX-MS řešení na Orbitrap Exploris 480 poskytlo robustní a vysoce reprodukovatelnou platformu pro komparativní studii trastuzumabu a jeho biosimiláru. Výsledky potvrzují téměř identickou konformaci obou proteinů a podporují aplikaci této metody v biopharmaceutickém výzkumu.

Reference


  • Houde D. et al. Analysis of Protein Conformation and Dynamics by Hydrogen/Deuterium Exchange MS. Anal Chem. 2009, 81, 2644–2651.
  • Rose R.J. et al. Mutation of Y407 in the CH3 domain dramatically alters glycosylation and structure of human IgG. mAbs. 2013, 5, 219–228.
  • Mayne L. et al. Many Overlapping Peptides for Protein Hydrogen Exchange Experiments by the Fragment Separation-Mass Spectrometry Method. J Am Soc Mass Spectrom. 2011, 22, 1898–1905.
  • Hamuro Y. et al. High-Resolution HDX-MS of Cytochrome c Using Pepsin/Fungal Protease Type XIII Mixed Bed Column. J Am Soc Mass Spectrom. 2019, 30, 227–234.
  • Hageman T. et al. Reliable Identification of Significant Differences in Differential Hydrogen Exchange-Mass Spectrometry Measurements Using a Hybrid Significance Testing Approach. Anal Chem. 2019, 91, 8008–8016.
  • Zhang Z. et al. Improved Protein Hydrogen/Deuterium Exchange Mass Spectrometry Platform with Fully Automated Data Processing. Anal Chem. 2012, 84, 4942–4949.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Hydrogen deuterium exchange mass spectrometry for protein structural characterization
TECHNICAL NOTE 65887 Hydrogen deuterium exchange mass spectrometry for protein structural characterization Authors: Terry Zhang and Rosa Viner Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA, USA Keywords: Peptide mapping, protein conformation, bottom-up, deuterium uptake, hydrogen deuterium exchange mass spectrometry, HDX-MS, HDX,…
Klíčová slova
deuterium, deuteriumhdx, hdxprotein, proteindeut, deutuptake, uptakepepsin, pepsinconformation, conformationpump, pumpwaste, wastelabeling, labelingtrap, trapundeuterated, undeuteratedthermo, thermopeptides, peptidesmass
Hydrogen deuterium exchange mass spectrometry for the masses
Hydrogen deuterium exchange mass spectrometry for the masses
2020|Thermo Fisher Scientific|Technické články
WHITE PAPER 65872 Hydrogen deuterium exchange mass spectrometry for the masses Executive summary Determining the shape and dynamics of proteins and protein complexes is crucial to understanding protein function and the roles proteins play in biological systems. Traditional techniques employed…
Klíčová slova
hdx, hdxdeuterium, deuteriumprotein, proteinumb, umbexchange, exchangeproteins, proteinsconformational, conformationalhydrogen, hydrogenstructures, structuresholo, holoppeptide, ppeptidettid, ttidcan, canuptake, uptakeumber
Analytical solutions for biopharmaceutical characterization and control
Analytical solutions for biopharmaceutical characterization and control
2021|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
Analytical solutions for biopharmaceutical characterization and control Your partner on every step of your journey Together we can address the challenges of biotherapeutic drug development Your molecules are complex Biotherapeutics such as monoclonal antibodies, biosimilars, antibody-drug conjugates, and nucleotide-based therapies…
Klíčová slova
characterization, characterizationdiscovery, discoveryworkflows, workflowsmonitoring, monitoringdevelopment, developmentprocess, processanalytical, analyticalmass, massorbitrap, orbitrapuhplc, uhplcvanquish, vanquishdigest, digestpeptide, peptideintact, intactanalysis
LOCALIZED CONFORMATION ANALYSES OF MUTATED HUMAN IgG1  BY HYDROGEN DEUTERIUM EXCHANGE MASS SPECTROMETRY AND DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY
LOCALIZED CONFORMATION ANALYSES OF MUTATED HUMAN IgG1 BY HYDROGEN DEUTERIUM EXCHANGE MASS SPECTROMETRY AND DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY Joomi Ahn 1, Xiaojun Lu2, Colette Quinn3, St John Skilton1, Ying Qing Yu1, and Jihong Wang2 1 Waters Corporation, 2 MedImmune, 3TA Instruments…
Klíčová slova
mutated, mutatedpeptide, peptidedeuterium, deuteriumhdx, hdxconformational, conformationaluptake, uptakedynamx, dynamxdeuteration, deuterationchanges, changesplgs, plgscontrol, controlmhp, mhpsite, siteuptakes, uptakesdeuterated
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.