佰莱博生物nanoDSF蛋白质稳定性分析实验服务


佰莱博生物拥有Prometheus NT.48系统,可精确测定蛋白的变性温度 (T m   T onset )、变性剂浓度 (C m)、折叠自由能 (ΔG ΔΔG) 以及蛋白形成聚集的起始温度 (T agg ),为研究者提供一种快速而精确的免标记分析方法。不但可以精确分析蛋白稳定性,验证生物药功能性和长期稳定性,轻松筛选制剂条件,评估生制品品质,而且大大节约时间和宝贵样品。通过了解影响蛋白稳定性的温度和化学条件,对蛋白功能进行更深入的剖析,从而全面了解蛋白质的折叠特性和结构域。使用nanoDSF技术轻松改善蛋白纯化工作流程,快速排查各种生物制剂功能研究中的问题。

 

全面检测

快速测定不同缓冲液、盐浓度、pH 和离子对蛋白质热变性的影响。确定不同批次实验之间的相似性。

 

优化储存和制剂条件

精确测定不同贮藏条件对蛋白质稳定性的影响。确定最佳制剂条件,确保蛋白稳定性。

 

预测聚集

轻松预测蛋白聚集趋势,更全面地了解影响蛋白质稳定性的各类因素。

 

微量差示扫描荧光技术 (nanoDSF) 技术,可在天然条件下检测蛋白热变性和化学变性。蛋白中色氨酸和酪氨酸的荧光与其所处的环境密切相关。免标记的 nanoDSF 技术可以准确检测蛋白热变性和化学变性过程中内源荧光的变化。 因此,通过检测荧光变化,可实现在非标记环境下测定蛋白的热稳定性或化学稳定性。更重要的是,数据质量不会受样品聚集影响。高质量的数据助您做出更好的决定。

nanoDSF通过检测蛋白的内源性荧光来跟踪其折叠状态。荧光信号的比值会随着温度的增加或化学变性剂浓度的增加而变化,从而测定蛋白稳定性参数 T m 值。

nanoDSF 技术基于蛋白质内源荧光检测,不受任何缓冲液限制,检测浓度范围非常广泛(5 μg/mL-250mg/mL)。 无论蛋白大小,无论是酶、抗体、抗体药物偶联物还是膜蛋白,PR 系列都能给出全面的分析结果。nanoDSF尤其擅长缓冲液筛选、制剂配方以及储存条件测试。用更好的稳定性分析结果做更好的决定。

Prometheus NT.48带有背反射光学模块主要用于检测蛋白的聚集现象,蛋白的聚集检测主要基于颗粒的光散射效应。Prometheus NT.48使用的高精度毛细管和自动化的内部参比,聚集检测的重复性和灵敏性均优于传统方式。同时,由双通道 UV (Dual - UV Technologies) 检测模块获得的高密度数据能够同步监测蛋白的去折叠过程。热稳定性和聚集起始温度的同步检测,能非常快速的给您够提供精确、信息全面的蛋白稳定性分析数据。


Prometheus NT.48的应用领域

 1. 蛋白制剂筛选

勃林格殷格翰 (BoehringerIngelheim) 的制剂开发部门在筛选单抗的长期稳定储存条件工作中,意识到精确、高质量的热变性和聚集数据,对于预测单抗的稳定性和长期储存条件都至关重要。通过测定不同 pH 值条件下单抗的热稳定性和聚集数据 , 得到最佳的 pH 制剂用于单抗的研究及储存。PR NT.48 尤其擅长缓冲液筛选、制剂配方以及储存条件测试筛选。无论蛋白大小,无论是抗体、抗体药物偶联物还是酶、膜蛋白, PR NT.48都能给出全面准确的分析结果。


2.候选生物类似药鉴定

使用 PR NT.48 16 个候选生物类似药与原研药进行快速有效的筛选对比。 这些类似药包含了诸如点突变蛋白,糖基修饰或者唾液酸修饰等蛋白。通过对比 T m 值与变性曲线包括变性曲线相似程度,变性拐点温度 T m 去折叠结构域数量等指标,得到最佳的候选生物类似药。nanoDSF 技术作为一种新颖强大的技术,适用于快速筛选和开发生物类似药。可以快速帮助研究人员缩小候选类似药范围,使得采用传统分析方法进行几天甚至几周实际的筛选实验在几小时内完成,从而大大提升了早期开发的效率。

Comparison of originator Fc-fusion proteinwith 16 biosimilar candidates

 

3.酶库高通量筛选

酶是一类极为重要的生物催化剂。对于工业用途来说,酶必须拥有足够的稳定性以适应不同的反应条件,如高浓度底物,表面活性剂的添加,非常规的 pH 和温度。我们可以利用酶的热力学稳定性对其评估,从酶库中筛选出理想的候选物。但是目前的技术检测通量较低,并且需要大量经纯化的蛋白。研究人员使用 nanoDSF 技术建立了酶库的热稳定性高通量筛选平台,两天内完成了 576 个样品的筛选。此外,PR 还帮助研究人员评估了不同助溶剂对筛选出来的酶的影响以及底物与酶的结合能力。

Magnusson, A.O., et al. nanoDSF asscreening tool for enzyme libraries and biotechnology development. FEBS J. 286,184-204,doi:10.1111/febs.14696 (2019).


4.膜蛋白去垢剂筛选

膜蛋白在生物体的许多生命活动中起着非常重要的作用,据估计有大约 60% 的药物作用靶点是膜蛋白。其中整合膜蛋白占膜蛋白总量的70%~80%,其氨基酸组成疏水性强,主要特征为水不溶性,由疏水性氨基酸组成的部分,深入脂双层的疏水区,与脂肪酸链共价结合,它们可分布在脂双分子层中或跨越全膜。这些整合膜蛋白只有用作用较强烈的去垢剂处理时才能从膜上溶解下来。由于在研究膜蛋白时,并没有一套标准可以预估某一个去垢剂一定合适。研究人员建立了基于 nanoDSF 技术的高通量膜蛋白去垢剂筛选方法,并通过九种不同的真核或原核生物膜蛋白在 94 种去垢剂下稳定性检测对该方法进行了评估。同其他方法相比,使用 PR 进行膜蛋白去垢剂高通量筛选不需要对膜蛋白做任何处理,检测消耗样品量很少,非常适合于膜蛋白提取,纯化的条件优化。


5.蛋白品质控制

通过对相关蛋白热变性曲线的初始荧光强度比率的比较,可以得到关于蛋白品质的相关信息,包括样品中变性蛋白所占的比例。利用 PRNT.48 可以快速进行不同批次,不同储存条件及不同处理方式下蛋白相关品质的检测,是进行相关蛋白研究及下游开发得力的品质控制检测手段。利用 PR 配备的强大的 PR.TimeControl 软件,可以非常方便的检测蛋白的长期稳定性,极大方便从事蛋白开发和生产人员的蛋白质控工作。

6. 配体结合实验

GDP 甘露糖的转运对病原体存活和侵染至关重要,因此转运蛋白 Vrg4 成为有效的潜在靶点。尽管 Vrg4 GDP 甘露糖复合体的晶体结构为我们设计药物提供了机会,但 Vrg4 是如何识别GMP 依然是未知的,Vrg4 的配体识别机制依旧不清晰。研究人员发现 Vrg4 apoGMP GDP-mannose 结合状态下潜在的二聚化界面存在有序的油酸单甘油酯,并且 Vrg4 在油酸单甘油酯中晶体结构为二聚体,表明脂质可能引起Vrg4 的二聚化。使用 PR 进行 thermal shift 实验后发现,Vrg4 在脂质环境中的解链温度远高于去垢剂 DMDDM 中,表明脂质环境中蛋白由于低聚化变得更加稳定。为了探究 Vrg4 二聚化的作用,研究人员分别构建了两种 Vrg4 蛋白的突变株,Y281A 突变株无法结合 GMPK118A 突变株可以结合 GMP,并用 PR 进行了验证。将突变株与野生型蛋白混合后发现,Vrg4二聚体中的一个亚基没有转运能力时,野生型亚基的转运能力会增强。PR 系列能够帮助客户快速验证配体与靶蛋白是否有相互作用,无需任何样品前处理并且样品消耗量很少。


样本要求:

样品体积15ul,浓度; 0.005250 mg /mL (标准 IgG).