Top-down sequencing of bispecific antibodies by electron capture dissociation on a timsOmni platform
Postery | 2025 | Bruker | ASMSInstrumentace
Bispecifické protilátky (bsAb) umožňují simultánní vazbu na dvě různé molekulární cíle či dva epitopy na jednom antigenu, čímž výrazně rozšiřují terapeutický a diagnostický potenciál. Jejich komplexní struktura a heterogenní proteoformní rozmanitost vyžadují analytické přístupy, které zachovávají disulfidická propojení, mapují posttranslační modifikace a nabízejí vysoké sekvenační pokrytí.
Cílem studie bylo demonstrovat možnosti top-down sekvenování bsAb a jejich fragmentů F(ab')2 a Fab pomocí electron capture dissociation (ECD) na platformě timsOmni. Práce se zaměřuje na ucelenou lokalizaci sekvence, přímou identifikaci O-glykosylací a potvrzení disulfidických můstků bez nutnosti předchozí redukce.
Vzorky bsAb byly připraveny řízenou výměnou Fab ramen a enzymatickou štěpnou pomocí IdeS a IgdE. Selektivní redukci disulfidických můstků provedl 2-MEA. NanoESI ionizace generovala nabití v rozsahu 20+–50+, které bylo hmotnostně filtrováno a zadrženo v buňce Omnitrap IMS Q-Omnitrap ToF. Fragmentace proběhla ECD (50 ms akumulace, ~1 eV kinetické energie, doplňkově isCID 90 eV), detekce v ToF. Data zpracoval software DataAnalysis, OmniScape a vlastní nástroje.
Byly získány přehledné iontové sekvenační žebříky (E2RISL) pro F(ab')2 (~100 kDa) i Fab (~50 kDa) z bispecifické protilátky LAC49:
Platforma timsOmni ECD nabízí:
Top-down ECD na platformě timsOmni prokazuje robustní schopnost detailního sekvenování bispecifických protilátek, umožňuje jednoznačné přiřazení CDR regionů, lokalizaci PTM a mapování disulfidických můstků. Metoda překonává dřívější omezení u velkých proteoform a přináší rychlou a spolehlivou charakterizaci komplexních bioterapeutik.
LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF, LC/HRMS, Iontová mobilita
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceBruker
Souhrn
Význam tématu
Bispecifické protilátky (bsAb) umožňují simultánní vazbu na dvě různé molekulární cíle či dva epitopy na jednom antigenu, čímž výrazně rozšiřují terapeutický a diagnostický potenciál. Jejich komplexní struktura a heterogenní proteoformní rozmanitost vyžadují analytické přístupy, které zachovávají disulfidická propojení, mapují posttranslační modifikace a nabízejí vysoké sekvenační pokrytí.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo demonstrovat možnosti top-down sekvenování bsAb a jejich fragmentů F(ab')2 a Fab pomocí electron capture dissociation (ECD) na platformě timsOmni. Práce se zaměřuje na ucelenou lokalizaci sekvence, přímou identifikaci O-glykosylací a potvrzení disulfidických můstků bez nutnosti předchozí redukce.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky bsAb byly připraveny řízenou výměnou Fab ramen a enzymatickou štěpnou pomocí IdeS a IgdE. Selektivní redukci disulfidických můstků provedl 2-MEA. NanoESI ionizace generovala nabití v rozsahu 20+–50+, které bylo hmotnostně filtrováno a zadrženo v buňce Omnitrap IMS Q-Omnitrap ToF. Fragmentace proběhla ECD (50 ms akumulace, ~1 eV kinetické energie, doplňkově isCID 90 eV), detekce v ToF. Data zpracoval software DataAnalysis, OmniScape a vlastní nástroje.
Hlavní výsledky a diskuse
Byly získány přehledné iontové sekvenační žebříky (E2RISL) pro F(ab')2 (~100 kDa) i Fab (~50 kDa) z bispecifické protilátky LAC49:
- Unikátní lokalizace O-glykanu (Hex(1)HexNAc(1)) na lehkém řetězci CDR3 s přesností do 5 ppm.
- Potvrzení zachování a cílené redukce disulfidických můstků, včetně interchain můstků, bez ztráty informací.
- Kompletní mapování CDR1–CDR3 pro lehký i těžký řetězec s jasným přiřazením fragmentů a PTM.
Přínosy a praktické využití metody
Platforma timsOmni ECD nabízí:
- Vysoké rozlišení sekvencí a přímou vizuální interpretaci bez rozsáhlé bioinformatické práce.
- Přesnou lokalizaci posttranslačních modifikací, zejména O-glykanů.
- Možnost mapování disulfidických vazeb a charakterizaci proteoform ve výrobním a kontrolním procesu (QA/QC).
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření workflow o kolizně indukované unfolding a MS3 pro detailní conformační analýzu a lepší proteoformní rozlišení.
- Iónová mobilitní separace před fragmentací pro odlišení blízkých konformer proteoform.
- Aplikace na další bioterapeutika a komplexní proteomické studie s vysokou heterogenitou.
Závěr
Top-down ECD na platformě timsOmni prokazuje robustní schopnost detailního sekvenování bispecifických protilátek, umožňuje jednoznačné přiřazení CDR regionů, lokalizaci PTM a mapování disulfidických můstků. Metoda překonává dřívější omezení u velkých proteoform a přináší rychlou a spolehlivou charakterizaci komplexních bioterapeutik.
Reference
- Radić L. a kol. Bispecific antibodies against the hepatitis C virus E1E2 envelope glycoprotein. Proc Natl Acad Sci U S A. 2025, doi:10.1073/pnas.2420402122
- den Boer MA, Greisch JF, Tamara S, Bondt A, Heck AJR. Selectivity over coverage in de novo sequencing of IgGs. Chem Sci. 2020, doi:10.1039/d0sc03438b
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Applying cDDA-eXd on a timsOmni to the analysis of the Fab regions of antibodies originating from human serum
2025|Bruker|Postery
Applying cDDA-eXd on a timsOmni to the analysis of the Fab regions of antibodies originating from human serum Simon Ollivier1,2, Manuel Bauer5, Dina Schuster1,2, Athanasios Smyrnakis3, Jan Fiala1,2, Stuart Pengelley4, Oliver Raether4, Mariangela Kosmopoulou3, Detlev Suckau4, Jean-François Greisch1,5, Dimitris Papanastasiou3…
Klíčová slova
timsomni, timsomnicdda, cddafabs, fabsomnitrap, omnitrapprotein, proteintzb, tzbecd, ecdcharge, chargeheterogeneity, heterogeneityproteoform, proteoformproteoforms, proteoformsregions, regionscam, camions, ionsoriginating
Advances in hardware design and function of the new timsOmni MS platform
2025|Bruker|Postery
AS MS 2 0 2 5 – M P 4 7 1 Advances in hardware design and function of the new timsOmni MS platform D. Papanastasiou1; A. Smyrnakis1; M. Kosmopoulou1; A. Grigoriadis1; I. Orfanopoulos1; N. Manolis1; I. Panagiotopoulos1; R. Gioves1;…
Klíčová slova
eid, eidecd, ecdtims, timstimsomni, timsomniciu, ciuactivation, activationexd, exdelectron, electronomnitrap, omnitrapaccu, accuion, ionplatform, platformunfolding, unfoldingacq, acqcollisional
Offline tandem MSn workflows on the timsOmni platform for deep sequencing of intact proteins and mAbs
2025|Bruker|Postery
AS MS 2 0 2 5 – M P 7 1 3 n Offline tandem MS workflows on the timsOmni platform for deep sequencing of intact proteins and mAbs Athanasios Smyrnakis1, Mariangela Kosmopoulou1, Anastasios Grigoriadis1, Florian Busch2, Stuart Pengelley3, Eduardo…
Klíčová slova
iscid, iscidintrachain, intrachainmsn, msnexd, exdccid, ccidrcid, rcidoffline, offlinelift, lifttdms, tdmsintact, intacteid, eidreduction, reductionmabs, mabsquad, quadreduced
Analysis of bispecific and multispecific antibody therapeutics using native mass spectrometry on a modified hybrid Orbitrap mass spectrometer
2025|Thermo Fisher Scientific|Postery
Analysis of bispecific and multispecific antibody therapeutics using native mass spectrometry on a modified hybrid Orbitrap mass spectrometer Corentin Beaumal1; Lisa Füssl1; Sara Carillo1; Kai Scheffler2; Cong Wang3; Heiner Koch3; Kelly Broster4; Jonathan Bones1,5 1NIBRT, Dublin, Ireland; 2Thermo Fisher Scientific,…
Klíčová slova
tebotelimab, tebotelimabantigens, antigensexcedion, excedionbsab, bsabigg, iggbafisontamab, bafisontamabcadonilimab, cadonilimaborbitrap, orbitrapstressed, stressedheat, heatmass, massbiopharma, biopharmapresence, presencebispecific, bispecificpro