蛋白质Biotherapeutics:质谱分析

质谱技术

需求增加对生物制药企业新药来识别和发现新的治疗目标意味着更大的兴趣探索那么丰富的细胞蛋白的治疗潜力。这种转变的重点都是辅助在蛋白质组学领域的重大进步,特别是通过质谱(MS)的提高。

它能够仔细观察蛋白质的物理和化学稳定性以及蛋白质的动力学特性使其成为一个实用、灵活的工具使用在生物制药的发展。修改主,二级,三级,四级结构的蛋白质也可以产生巨大影响的安全性和整体有效性biotherapeutic,展示强劲的重要性,多功能生物分析法方法。¹

女士已经演变为主流技术biotherapeutics的描述和识别的蛋白质变异和转录后修饰。MS技术的多功能性意味着它可以采取许多不同的形式依赖于您的分析需求。

最常用的软电离技术对蛋白质质谱分析包括液相色谱/电喷雾ionization-MS (LC-ESI-MS / MS)和基质辅助激光解吸电离时间飞行(MALDI-TOF)女士。²软电离可以维持较低的内部能量的分析物在整个过程中,这意味着主要的多肽支柱仍然完整。¹类型的工作流用于女士的主要结构分析biotherapeutics取决于蛋白质的性质及其修改(图1)。¹


图1:概述“自下而上”和“自上而下”的分析工作流,女士
确定多肽的结构特征和biotherapeutics。“自下而上”的
方法涉及肽消化和分析(肽女士使用
映射/肽质量指纹识别)或串联女士“自上而下”的方法
包括完整的质量分析和串联气相分裂的蛋白质
信贷女士:他们等。

电喷雾质谱耦合²信用证允许自动分离和处理使其成为首选女士技术先进的“自下而上”的分析。MALDI-TOF适合分析在生物制药开发,其简单的样品制备和直接数据分析肽图使它成为一个受欢迎的选择。³
生物分析法的蛋白质质谱分析

“女士提供的第一个好处是分析物的直接测量,而不是依靠间接信号来自一个或多个免疫交互。“全球技术营销经理伊恩•摩尔,制药公司量化和MetID SCIEX

更多的传统技术,包括配体结合化验(lba)经常被用于血清中蛋白质的量化。然而,lba时有些不切实际的大规模生物分析法因其费用和翻译高通量环境困难,虽然在技术进步和机器人是一个更为可行的方法。³女士仍然占主导地位的分析工具的选择由于其优良的选择性之间的结构相似的蛋白质,它遵从高吞吐量设置、鲁棒性和对特定试剂的需求减少。³

“平台是普遍适用的女士:所有蛋白质和肽可以通过质评估/ MS,而每个分析物配体结合化验需要特定的抗体。因此,质/ MS分析有更广泛的线性动态范围4 - 5(异地恋),甚至可以提供选择性数据在处理含有复杂背景的内源性蛋白质样品。质/女士还提供了速度的好处:可以开发和验证方法在较短的时间内,和分析多个目标。“全球技术营销经理伊恩•摩尔,制药公司量化和MetID SCIEX

调查ADME、药物动力学和代谢物ID使用质谱

“重要的是研究(ADME毒理学、药物动力学和代谢产物)有效和安全的药物。女士是最好的工具,所有这三个研究中,由于其选择性、专一性、吞吐量和敏感度。“全球技术营销经理伊恩•摩尔,制药公司量化和MetID SCIEX

的分布和消除biotherapeutics是一个重大的挑战,和注意力必须指向确定目标调节间隙,免疫原性、和代谢稳定性。最丰富的研究通常是执行在活的有机体内和涉及跟踪药物和代谢物的旅程在整个身体,使用MS技术。

“执行MetID研究整体ADME理解的一个重要组成部分。女士,由于代谢产物毒性的风险分析是一个高级代谢研究的有力工具,重要的是尝试和识别所有潜在的代谢产物/副产物,以确保安全的疗法。等先进技术,女士片收购,让我们更有信心,我们甚至可以检测出低级的化合物可能是有害的。“全球技术营销经理伊恩•摩尔,制药公司量化和MetID SCIEX

定量质谱分析已经发展在过去的十年,仍将是最强大的biotherapeutics执行毒理学分析方法。³

糖基化分析,质谱分析

后转译修饰(天车)可以影响蛋白的活性和结构,导致聚合,最终影响免疫原性和其他药理属性。因此,重要的是识别和理解影响这些修改生物制药生产过程中可以充分控制,以确保任何影响。⁴幸运的是,女士是一个有价值的工具,用于铝电解的检测和分析。一个关键的好处是它的再现性、准确性和灵活性;女士可以耦合到其他技术,如信用证或毛细管电泳。⁵它可以使用在药物开发的早期,后来,在生产和质量控制阶段,最终版本之前。

作为最复杂,糖基化也是最常见的多功能天车的蛋白质。更具体地说,> 60%的biotherapeutics糖化。⁶监控是很重要的糖基化在整个生产过程,因为这可以由许多不同的因素影响,包括使用何种类型的表达系统,细胞培养协议和下游净化技术。⁷

当你考虑biotherapeutics,有两种主要类型或糖基化需要注意的:N-linked,即多糖与天冬酰胺;O-linked,多糖是附属于丝氨酸或苏氨酸残基(图2)。


图2:模型显示N-linked和O-linked糖蛋白糖基化。信贷: Dotz et al。

“糖基化被确认为biotherapeutics的特性之一,是安全的关键。这源于当时biotherapeutics生长在小鼠细胞免疫原性和鼠标聚糖被发现。这些天,监测和操纵biotherapeutic的糖基化是一种操纵药理学,为了提高疗效和安全性。“Sibylle海德堡、技术营销经理生物制剂,SCIEX

为了保证疗效和安全性,应该显示biotherapeutics human-compatible和一致的糖基化,因此它是一个描述N-glycosylation监管义务。⁷监管机构包括美国食品和药物管理局和欧洲药品局,生产指导方针的要求评估生物制药蛋白质的糖基化作用在调节免疫原性产品。

“糖基化可以使用三种技术分析:保持完整的蛋白质形成监控分布和糖基化水平;消化的蛋白质肽;和维护的位置和糖基化的完整和发布形式的聚糖多糖链描述和量化。不同类型的女士可以用于这些分析,他们都使用高分辨率质谱仪等飞行时间(TOF)技术。分辨率和质量准确性意味着他们能够分析大量完整的糖化蛋白聚糖和发布的准确以及分析糖肤。这样的高分辨率的仪器通常也能够做MS / MS,轻轻地诱发特定聚糖和糖肤的碎片,允许确认多糖的序列,以及位置和序列的多肽均附呈。“Sibylle海德堡、技术营销经理生物制剂,SCIEX

质谱分析和行业发展

积极主动的方法公司不断提高灵敏度,分辨率,质量精度和范围的技术加上灵活地应用这些女士所有级别的生物制药过程——从早期发现批准产品的发布,使一个有吸引力的女士和biotherapeutics的分析和发展有价值的工具。

“女士采用新颖的技术是很重要的生物制药和其他制造业。新技术的关键是,他们应该促进和加快分析过程。结果是让制造商发布产品速度,同时保持产品的安全。“Sibylle海德堡、技术营销经理生物制剂,SCIEX

FDA介绍了质量设计(QbD)方法⁸监控biotherapeutics旨在提高设计效率和产品在制造过程中。

“QbD导致产品质量属性的识别(PQA)特定于每个biotherapeutic产品——或process-derived。这些都是监控,因为他们有能力影响药物的疗效和安全。以前这些属性会被单独通过ELISA等多种技术,监测CEX或HILIC,然而识别和确认的走向质肽映射序列和转录后修饰也导致一个多属性方法的发展(MAM)关键PQAs追踪和监控。“Sibylle海德堡、技术营销经理生物制剂,SCIEX

朝着一个方法,一个试验,监测尽可能多的PQAs最大化效率。女士有巨大的作用在这一领域的升级,技术组女士积极影响的发现,开发和批准小说biotherapeutics在未来。