Structural Analysis of Native N-Glycans Released from Proteins Using a Novel Mixed-Mode Column and a Hybrid Quadrupole-Orbitrap Mass Spectrometer
Aplikace | 2016 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Glykosylace proteinů ovlivňuje jejich strukturu, funkci i farmakokinetiku. Precizní analýza N-glykanů je kritická pro vývoj a kontrolu kvality bioterapeutik, zejména monoklonálních protilátek a biosimilars. Rozlišení izomerů a korektní určení sialylace přispívá k pochopení biologické aktivity a imunogenicity glykoproteinů.
Studie porovnává dvě chromatografické strategie pro strukturální charakterizaci N-glykanů: analýzu nativních (nelabelovaných) versus 2AB označených glykánů. K separaci glykanů slouží nový typ mixovaně módní kolony GlycanPac AXH-1, kombinující slabou aniontovou výměnu a HILIC. Detekci a strukturální identifikaci provádí Q Exactive hybridní kvadrupól-Orbitrap MS/MS.
Postup přípravy:
Chromatografie:
MS/MS podmínky:
Software: ChromQuest 5.0, Xcalibur 2.2, SimGlycan pro identifikaci struktur.
Kolona GlycanPac AXH-1 umožnila rozlišení nejprve neutrálních glykanů, poté mono- až pentasialylovaných druhů podle náboje. V rámci každé třídy byly separovány izomery na základě velikosti a polarity. MS/MS HCD fragmentace generovala glykozidické i cross-ring fragmenty, které SimGlycan přesně přiřadilo k databázovým strukturám.
Porovnání profilů nativních a 2AB značených vzorků odhalilo, že značení může vytvářet nežádoucí artefakty a posouvat sialylované glykovzorce do nižších nabitých forem. Analýza nativních glykánů tak zachovává původní profil a eliminuje časově náročné kroky značení.
Využití mixovaně módní kolony s kombinovanou aniontovou výměnou a HILIC umožňuje:
Metoda je vhodná pro QC laboratoře v biotechnologickém průmyslu a pro vývoj nových bioterapeutik.
Očekává se další integrace vysokorozlišovací MS s automatizovanými preparativními systémy a pokročilou bioinformatikou. Uplatnění naleznou datově náročné glykomické studie, multiplexní analýza glykookomplexů a AI-podpora při de novo charakterizaci neznámých glykanů. Přínosné bude i rozšíření databází glykanových izomerů a online sdílení výsledků.
Studie prokázala, že kombinace GlycanPac AXH-1 kolony a Q Exactive MS/MS nabízí robustní a vysoce selektivní přístup k analýze nativních N-glykanů bez potřeby značení. Metoda zlepšuje integritu dat a zkracuje dobu přípravy vzorku, což ocení zejména průmyslové a výzkumné laboratoře zabývající se glykoproteiny.
HPLC, LC kolony, Spotřební materiál, LC/MS/MS, LC/MS, LC/HRMS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Glykosylace proteinů ovlivňuje jejich strukturu, funkci i farmakokinetiku. Precizní analýza N-glykanů je kritická pro vývoj a kontrolu kvality bioterapeutik, zejména monoklonálních protilátek a biosimilars. Rozlišení izomerů a korektní určení sialylace přispívá k pochopení biologické aktivity a imunogenicity glykoproteinů.
Cíle a přehled studie
Studie porovnává dvě chromatografické strategie pro strukturální charakterizaci N-glykanů: analýzu nativních (nelabelovaných) versus 2AB označených glykánů. K separaci glykanů slouží nový typ mixovaně módní kolony GlycanPac AXH-1, kombinující slabou aniontovou výměnu a HILIC. Detekci a strukturální identifikaci provádí Q Exactive hybridní kvadrupól-Orbitrap MS/MS.
Použitá metodika a instrumentace
Postup přípravy:
- Enzymatické uvolnění N-glykanů z glykoproteinů (PNGase F).
- Purifikace SPE sloupcem HyperSep Hypercarb.
- Příprava 2AB značeného vzorku (2AB, acetonitril).
Chromatografie:
- Kolona GlycanPac AXH-1 (2,1×150 mm, 1,9 µm).
- Mobilní fáze A: 80 % acetonitril/20 % voda; B: 80 mM amonný formiát (pH 4,4).
- Gradient 97,5 % A → 62,5 % A během 40 min, průtok 0,4 mL/min, 30 °C.
MS/MS podmínky:
- Režim ionizace: negativní ionizace.
- Rozsah m/z 380–2000, rozlišení 70 000 (MS), 17 500 (MS/MS), režim data-dependent HCD.
Software: ChromQuest 5.0, Xcalibur 2.2, SimGlycan pro identifikaci struktur.
Hlavní výsledky a diskuse
Kolona GlycanPac AXH-1 umožnila rozlišení nejprve neutrálních glykanů, poté mono- až pentasialylovaných druhů podle náboje. V rámci každé třídy byly separovány izomery na základě velikosti a polarity. MS/MS HCD fragmentace generovala glykozidické i cross-ring fragmenty, které SimGlycan přesně přiřadilo k databázovým strukturám.
Porovnání profilů nativních a 2AB značených vzorků odhalilo, že značení může vytvářet nežádoucí artefakty a posouvat sialylované glykovzorce do nižších nabitých forem. Analýza nativních glykánů tak zachovává původní profil a eliminuje časově náročné kroky značení.
Přínosy a praktické využití metody
Využití mixovaně módní kolony s kombinovanou aniontovou výměnou a HILIC umožňuje:
- Komplexní rozlišení ladiovaných i neladiovaných N-glykanových forem.
- Zvýšenou citlivost a selektivitu bez potřeby fluorescenčního značení.
- Rychlejší workflow díky vynechání kroků značení a následných čisticích metod.
Metoda je vhodná pro QC laboratoře v biotechnologickém průmyslu a pro vývoj nových bioterapeutik.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další integrace vysokorozlišovací MS s automatizovanými preparativními systémy a pokročilou bioinformatikou. Uplatnění naleznou datově náročné glykomické studie, multiplexní analýza glykookomplexů a AI-podpora při de novo charakterizaci neznámých glykanů. Přínosné bude i rozšíření databází glykanových izomerů a online sdílení výsledků.
Závěr
Studie prokázala, že kombinace GlycanPac AXH-1 kolony a Q Exactive MS/MS nabízí robustní a vysoce selektivní přístup k analýze nativních N-glykanů bez potřeby značení. Metoda zlepšuje integritu dat a zkracuje dobu přípravy vzorku, což ocení zejména průmyslové a výzkumné laboratoře zabývající se glykoproteiny.
Reference
- [1] Varki A. Biological Roles of Oligosaccharides: All the Theories are Correct. Glycobiology 1993;3:97–130.
- [2] Bertozzi CR, Freeze HH, Varki A, Esko JD. Glycans in Biotechnology and the Pharmaceutical Industry. In: Essentials of Glycobiology. Cold Spring Harbor Laboratory Press; 2009.
- [3] FDA Guidance for Industry: Scientific Considerations in Demonstrating Biosimilarity to a Reference Product. 2012.
- [4] CarboPac PA200 data sheet. Dionex; 2006.
- [5] Hvizd MG et al. Simple Separation and Detection Techniques for the Analysis of Carbohydrates. Application Note LPN2954-01; 2011.
- [6] Apte A, Meitei NS. Bioinformatics in Glycomics: Glycan Characterization with Mass Spectrometric Data using SimGlycan software. Methods Mol Biol. 2010;600:269–281.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Thermo Bio LC Columns - See your protein therapeutics in high resolution
2020|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
See your protein therapeutics in high resolution Bio LC Columns Contents 2 Introduction to monoclonal antibody (mAb) characterization 3 Affinity titer determination 4 Aggregate separation 5 Charge variant analysis 6 Oxidation variant analysis 11 Antibody drug conjugates (ADCs) analysis 12…
Klíčová slova
mabpac, mabpacmab, mabcolumn, columnhplc, hplccolumns, columnsformat, formatsize, sizescfc, scfcmau, maumin, minparticle, particleantibody, antibodycharge, chargemmae, mmaepropac
Label-Free Analysis by HPLC with Charged Aerosol Detection of Glycans Separated by Charge, Size and Isomeric Structure
2016|Thermo Fisher Scientific|Postery
In M M G N-linked glycans are released from proteins by PNGase-F. The released glycans are separated by ultra high performance liquid chromatography (UHPLC) on a new UHPLC platform that integrates the charged aerosol detector into the system for increased…
Klíčová slova
glycans, glycansaerosol, aerosolcharged, chargedsialylated, sialylatedglycan, glycanfetuin, fetuinseparated, separatedpenta, pentapngase, pngasetetra, tetratri, trifig, figbovine, bovineuhplc, uhplcmonosialylated
Label-Free Profiling of O-linked Glycans by HPLC with Charged Aerosol Detection
2015|Thermo Fisher Scientific|Postery
O-linked glycans are released from proteins by reductive β-elimination. The released glycans are separated by ultra high performance liquid chromatography (UHPLC) on a new UHPLC platform that integrates the charged aerosol detector into the system for increased performance and ease…
Klíčová slova
linked, linkedglycans, glycansaerosol, aerosolcharged, chargedglycan, glycanreleased, releasedreductive, reductiveglycanpac, glycanpacpools, poolsdetection, detectionµlµl, µlµlfigure, figureseparated, separatedscientific, scientificuhplc
Improved profiling of sialylated N-linked glycans by ion chromatography-Orbitrap mass spectrometry
2019|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 73063 Improved profiling of sialylated N-linked glycans by ion chromatography-Orbitrap mass spectrometry Authors Sachin Patil and Jeff Rohrer Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA Keywords HPAE-PAD, glycoprotein, sialylated glycans, Q Exactive, HPAE-MS, HRAM, CarboPac PA200 column Goal To describe…
Klíčová slova
glycan, glycanglycans, glycanshpae, hpaexcalibur, xcaliburpad, padsialylated, sialylatedthermo, thermoorbitrap, orbitrapscientific, scientificelution, elutionresolution, resolutionlinked, linkedconditions, conditionsexactive, exactivesodium