Enhanced Performance of the SYNAPT XS and Its Impact on Hydrogen Deuterium Exchange Mass Spectrometry (HDX MS) Data Quality

Význam tématu

Hydrogen–deuterium exchange mass spectrometry (HDX MS) nabízí jedinečnou možnost studovat prostorové uspořádání proteinů a jejich dynamiku na reziduální úrovni. V biotechnologickém průmyslu se tato metoda uplatňuje při vývoji monoklonálních protilátek, vakcín či stanovení stability bioterapeutik. Zlepšení citlivosti, rozlišení a minimalizace zpětné výměny (back-exchange) při sběru dat zásadně ovlivňuje kvalitu a spolehlivost výsledků HDX MS experimentů.

Cíle a přehled studie

Tento technologický přehled popisuje, jak nástroj SYNAPT XS s inovovaným iontovým vodičem StepWave XS a prodlouženou dráhou pro letovou trubici zvyšuje kvalitu HDX MS dat. Autoři demonstrují, proč tyto konstrukční modifikace vedou k vyšší citlivosti, lepšímu rozlišení hmotnosti a omezení H/D zpětné výměny ve srovnání s předchozí generací SYNAPT G2-Si.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda HDX MS zahrnovala online peptidovou digesci pomocí kolony Enzymate BEH Pepsin, ultra-vysokotlakou chromatografii (ACQUITY UPLC M-Class) a separaci iontovou mobilitou. Pro automatizaci vzorkování byl použit systém LEAP. Data se sbírala ve dvou režimech přístroje (s důrazem na citlivost a rozlišení) s použitím modifikovaného vodiče StepWave XS a prodloužené dráhy letu iontů.

Hlavní výsledky a diskuse

• Počet identifikovaných peptidů se na SYNAPT XS zvýšil oproti G2-Si, což přispělo k vyšší sekvenční pokrytí proteinu.
• Rozlišení izotopických klastrů bylo díky delší letové trubici výrazně lepší, což usnadnilo kvantifikaci deuterace v blízce souvisejících masových signálech.
• Snížení in-source H/D zpětné výměny potvrdilo vyšší stabilitu zachované deuterace, což zvyšuje důvěryhodnost měřených hodnot lokální deuterace.

Přínosy a praktické využití metody

Inovace SYNAPT XS poskytují:

• Větší citlivost pro nízkoabundantní peptidy.
• Vyšší sekvenční pokrytí díky lepšímu rozlišení i možnosti simultánní separace iontovou mobilitou.
• Nižší míru back-exchange, což je klíčové pro přesné mapování proteinových konformací.

Tyto vlastnosti usnadňují studium komplexních proteinových systémů v oblasti vývoje bioterapeutik a základního výzkumu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj v oblasti:

• Optimalizace vodičů pro ještě efektivnější přenos iontů.
• Integrace strojového učení pro inteligentní výběr kolizních energií a parametry HDX procesů.
• Rozšíření použití v časově rozlišených studiích rychlých konformačních změn a v charakterizaci makromolekulárních komplexů v prostředí blízkém reálným podmínkám.

Závěr

SYNAPT XS s StepWave XS a prodlouženou letovou trubicí přináší významné zlepšení citlivosti, rozlišení a omezení zpětné výměny při HDX MS. Výsledkem jsou spolehlivější a detailnější poznatky o struktuře a dynamice proteinů, což otevírá nové možnosti v biotechnologickém výzkumu a vývoji bioterapeutik.

Reference

1. Sorensen L. et al. Optimized Workflow for Selecting Peptides for HDX-MS Data Analyses. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2018, 29, 2278–2281.