LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceShimadzu
Význam tématu
Peptidové mapování monoklonálních protilátek je klíčové pro potvrzení primární struktury, detekci bodových mutací a sledování posttranslačních modifikací. Tradiční přístupy vyžadují porovnání se referenčním vzorkem a jsou časově i materiálově náročné. Data independent acquisition (DIA) na Q-TOF spektrometrech nabízí genetický, nebiased přístup pro systematické záznamy fragmentačních dat a umožňuje de novo určování pořadí aminokyselin bez nutnosti předchozí knihovny peptidů.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo demonstrovat workflow pro hloubkovou charakterizaci struktury mAb (bevacizumab) pomocí de novo peptidového sekvenování v režimu DIA na spektrometru Shimadzu LCMS-9030 (Q-TOF). Autoři stanovili plné pokrytí aminokyselinových sekvencí lehkého a těžkého řetězce peptidů (celkem 61 tryptických fragmentů), ověřili jejich sekvence a ilustrovali proces na vybraném peptidu ALPAPIEK.
Použitá instrumentace
- UHPLC Shimadzu Nexera X2
- Kolona Shim-pack GISS-HP, 3 µm, 150 × 3,0 mm, 40 °C
- Spektrometr Shimadzu LCMS-9030 (Q-TOF) s heated ESI zdrojem
- Software LabSolutions pro export, MS-DIAL pro extrakci dat, Skyline pro predikci a kontrolu fragmentů
Použitá metodika
Vzorek bevacizumabu byl denaturován, redukován (DTT) a alkylován (iodoacetamidem), poté digestován trypsinem přes noc. K injekci do LCMS-9030 byla připravena koncentrace 5 mg/mL ve vhodném pufru. Chromatografický gradient (0–75 % organiky během 35 min) doplněný full-scan MS (100–2000 m/z) a 40 m/z DIA segmenty v rozsahu 210–1690 m/z poskytl data pro MS a MS/MS.
Hlavní výsledky a diskuse
Pomocí MS-DIAL bylo extrahováno 11 852 hmotnostních signálů s odpovídajícími fragmenty. Výsledky pro 42 peptidů z těžkého řetězce a 19 z lehkého řetězce vykázaly 100 % zastoupení primární struktury mAb. De novo sekvenování peptidu ALPAPIEK demonstrovalo shodu extrahovaných hmotnostních fragmentů (y- a b-iontů) s predikcí ze Skyline. Umožnilo to potvrzení pořadí aminokyselin a identifikaci drobných modifikací, např. glykozylace G0F na HC20 a odštěpení C-terminální lysinu na HC37.
Přínosy a praktické využití metody
- Autonomní identifikace peptidů bez nutnosti referenční databáze
- Vyšší reprodukovatelnost oproti komparativnímu přístupu
- Schopnost detekce PTM a bodových mutací v jediném experimentu
- Zrychlení analýzy a snížení závislosti na manuálním zpracování
Budoucí trendy a možnosti využití
- Integrace strojového učení pro automatickou interpretaci DIA dat
- Rozšíření workflow na analýzu glykoproteinů a komplexních PTM profilů
- Využití hybridních Q-TOF/Orbitrap systémů pro vyšší rozlišení
- Standardizace metody pro rutinní kontrolu kvality v biotechnologickém průmyslu
Závěr
Studie prokázala, že MS/MS DIA režim na LCMS-9030 (Q-TOF) poskytuje robustní, nepředsudečný a plně de novo workflow pro detailní peptidové mapování mAb. Komplexní extrakce dat a ověření pomocí predikovaných fragmentací umožňuje vysokou jistotu sekvenování a detekci modifikací.
Reference
- Searle BC, Pino LK. Chromatogram libraries improve peptide detection and quantification by data independent acquisition mass spectrometry. Nat Commun. 9 (2018): 5128.
- MS-DIAL: http://prime.psc.riken.jp/Metabolomics_Software/MS-DIAL/index.html
- Skyline: https://skyline.ms/wiki/home/software/Skyline/page.view?name=default
- Shimadzu (Asia Pacific). Peptide Mapping of Monoclonal Antibody (mAb) Using LCMS-9030 (Q-TOF). Application News, No. AD-0212B, 2019.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.