Structural Characterization of Multiple GLP-1 Receptor Agonists using Electron Capture Dissociation

Význam tématu

Výzkum a charakterizace agonistů GLP-1 receptoru je klíčová pro vývoj léčiv při léčbě cukrovky 2. typu a obezity. Přesné určení primární struktury peptidů a lokalizace modifikací urychluje preklinický vývoj a zajišťuje kvalitu syntetických analogů.

Cíle a přehled studie / článku

Studie představuje komplexní analýzu několika GLP-1 analogů (semaglutid, liraglutid, tirzepatid) pomocí LC-MS/MS s aplikací elektronové záchytové disociace (ECD). Cílem je demonstrovat možnosti detailního rozlišení sekvence, lokalizace modifikací i identifikace izomerů aminokyselin v rané fázi vývoje.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků byly GLP-1 analogy rozpuštěny ve 10 μM koncentraci v 15 % acetonitrilu s 0,1 % kyselinou mravenčí. Pro chromatografii byl použit Agilent 1290 Infinity II Bio LC System v kombinaci se sloupcem AdvanceBio Peptide Mapping. Identifikaci a fragmentaci zajišťoval systém Agilent 6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF vybavený ExD buňkou pro ECD. Pro analýzu dat sloužilo softwarové nástroje ExDViewer s cílenou dekonvoluční a fragmenční workflow.

Hlavní výsledky a diskuse

1) Intaktní hmoty všech tří peptidů byly stanoveny s vysokou přesností: semaglutid 4 112,12 Da, liraglutid 3 749,95 Da, tirzepatid 4 811,53 Da.
2) ECD poskytlo 100% pokrytí sekvence pro nabité stavy 4+, což umožnilo přesnou lokalizaci modifikací bez dodatečné optimalizace kolizní energie.
3) Komparace ECD a CID fragmentace u tirzepatidu ukázala vyšší výtěžnost modifikovaných fragmentů při ECD.
4) Unikátní c+57 a z-57 ionty generované ECD umožnily detekovat a rozlišit isoaspartát v modelových sekvencích i u liraglutidu.

Přínosy a praktické využití metody

• Přesná lokalizace neobvyklých modifikací (např. mastné kyseliny na lysinu, nestandardní aminokyseliny).
• Automatizovaná dekonvoluce a vizualizace fragmenčních cest pomocí ExDViewer zrychluje interpretaci dat.
• Detekce izomerních forem aminokyselin zvyšuje kvalitu a spolehlivost analýz syntetických peptidů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace ECD s vysokorychlostní chromatografií pro online charakterizaci peptidů v bioprocesu.
• Rozšíření metodiky na větší proteiny a konjugáty pomocí pokročilého softwarového zpracování.
• Aplikace umělé inteligence pro automatizované přiřazování izomerických fragmentů a optimalizaci metody.

Závěr

Electron capture dissociation ve spojení s ExDViewer představuje vysoce citlivý a selektivní přístup pro komplexní charakterizaci GLP-1 receptor agonistů. Metoda umožňuje úplné pokrytí sekvence, přesnou lokalizaci modifikací a rozlišení aminokyselinových izomerů, čímž zásadně přispívá k rychlému a spolehlivému vývoji peptidových léčiv.

Reference

• 1 Comprehensive Characterization of Multiple GLP-1 Analogs Using an Agilent 6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF with ECD and Agilent ExDViewer software. Agilent Technologies application note, publication number 5994-7994EN, 2025.
• 2 Identification of Amino Acid Isomers Using Electron Capture Dissociation in the Agilent 6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF System. Agilent Technologies application note, publication number 5994-7506EN, 2024.