EA047087B1 - MULTIPLEX QUANTITATIVE DETERMINATION OF POST-TRANSLATIONAL MODIFICATIONS OF PROTEINS USING TANDEM MASS TAGS - Google Patents

MULTIPLEX QUANTITATIVE DETERMINATION OF POST-TRANSLATIONAL MODIFICATIONS OF PROTEINS USING TANDEM MASS TAGS Download PDF

Info

Publication number
EA047087B1
EA047087B1 EA202292177 EA047087B1 EA 047087 B1 EA047087 B1 EA 047087B1 EA 202292177 EA202292177 EA 202292177 EA 047087 B1 EA047087 B1 EA 047087B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
samples
tmt
sample
ptm
digested
Prior art date
Application number
EA202292177
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юань Мао
Эндрю Клейнберг
Original Assignee
Ридженерон Фармасьютикалз, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ридженерон Фармасьютикалз, Инк. filed Critical Ридженерон Фармасьютикалз, Инк.
Publication of EA047087B1 publication Critical patent/EA047087B1/en

Links

Description

Ссылка на перечень последовательностейLink to sequence list

В настоящую заявку посредством ссылки включен перечень последовательностей, поданный в машиночитаемой форме в виде файла 10693WO01-Sequence.txt, созданного 26 января 2021 г., размером 1462 байта.Incorporated herein by reference is the sequence listing filed in machine-readable form as file 10693WO01-Sequence.txt, created on January 26, 2021, 1462 bytes in size.

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к биофармацевтическим препаратам и относится к мультиплексному количественному определению посттрансляционных модификаций белков, таких как терапевтические моноклональные антитела, с использованием тандемных массовых меток (ТМТ).The present invention relates to biopharmaceuticals and relates to multiplex quantitation of post-translational modifications of proteins, such as therapeutic monoclonal antibodies, using tandem mass tags (TMT).

Уровень техникиState of the art

С момента первого одобрения Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) в 1986 г. рекомбинантные моноклональные антитела (mAb) стали одним из наиболее быстро растущих классов биотерапевтических препаратов для лечения различных заболеваний человека в портфеле разрабатываемых лекарственных средств и на рынке биофармацевтических препаратов благодаря их высокой специфичности, длительному периоду полужизни в кровотоке, возможности вызывать эффекторный ответ иммунных клеток и меньшему количеству побочных действий по сравнению с низкомолекулярными препаратами. На сегодняшний день около 80 лекарственных препаратов на основе mAb IgG были одобрены FDA и Европейским агентством по лекарственным средствам (EMA), и более 70 находятся на поздней стадии разработки.Since their first approval by the US Food and Drug Administration (FDA) in 1986, recombinant monoclonal antibodies (mAbs) have become one of the fastest growing classes of biotherapeutics for the treatment of a variety of human diseases in the drug pipeline and market. biopharmaceuticals due to their high specificity, long half-life in the bloodstream, ability to induce an effector response in immune cells, and fewer side effects compared to small molecule drugs. To date, approximately 80 IgG mAb-based drugs have been approved by the FDA and the European Medicines Agency (EMA), and more than 70 are in late-stage development.

mAb IgG представляют собой ковалентные гетеротетрамерные белки с молекулярной массой приблизительно 150 кДа, состоящие из двух идентичных тяжелых и легких цепей, которые ковалентно связаны несколькими дисульфидными связями с образованием Y-образной структуры. Из-за своего большого размера и структурной сложности mAb подвержены широкому спектру посттрансляционных модификаций (ПТМ), таких как гликозилирование Fc, окисление метионина (Met), дезамидирование аспарагина (Asn), циклизация/изомеризация аспарагиновой кислоты (Asp), циклизация N-концевого глутамина (Gln) или глутамата (Glu), клиппирование C-концевого лизина (Lys), неферментативное гликозилирование Lys и трисульфидная связь, во время культивирования клеток, очистки, приготовления лекарственного препарата и хранения. ПТМ могут быть основным источником структурной неоднородности и играть важную роль в модулировании физико-химических свойств mAb. Некоторые ПТМ, такие как гликозилирование, дезамидирование и окисление, в зависимости от расположения затронутых остатков (например, в областях, определяющих комплементарность (CDR)), могут даже оказывать пагубное влияние на стабильность, функцию, иммуногенность и фармакокинетику/фармакодинамику, которые обычно считаются критическими показателями качества (CQA) антител, подлежащими тщательному мониторингу во время разработки лекарственных средств (Wang et al., J. Pharm. Sci., 2007, 96, 1-26; Manning et al., Pharm Res. 2010, 27, 544-557). Окисление двух консервативных остатков Met, расположенных на границе константных доменов тяжелой цепи 2 (CH2) и 3 (CH3) в большинстве антител IgG, может снижать термостабильность (Houde et al., Mol. Cell. Proteomics., 2010, 9, 1716-1728), связывание белка А (Bertolotti-Ciarlet et al., Mol. Immunol., 2009, 46, 1878-1882), связывание FcRn (Zhang et al., Anal. Chem., 2014, 86, 3468-3475) и период полужизни антител IgG из кровотока (Wang et al., Mol. Immunol., 2011, 48, 860866), тогда как окисление Met или триптофана (Trp) и дезамидирование Asn в подверженных действию растворителя CDR потенциально могут влиять на связывание антигена и активность (Wei et al., J. Pharm. Sci., 2009, 98, 3509-3521; Yan et al., J. Pharm. Sci., 2009, 98, 3509-3521). N-связанное гликозилирование по консервативному Asn тяжелой цепи CH2 в Fc-области антител также важно для поддержания структуры и стабильности mAb и в некоторых случаях может регулировать последующие эффекторные функции, такие как комплемент-зависимая цитотоксичность (CDC) и антителозависимая клеточная цитотоксичность (ADCC) посредством модулирования связывания с FCY-рецепторами (Jennewein, M.F., Alter, G., Trends in Immunology., 2017, 38, 358-372). Следовательно, важно охарактеризовать и контролировать уровни ПТМ, особенно тех, которые считаются CQA, во время разработки, производства и хранения терапевтических антител, чтобы обеспечить качество продукта и определить любое потенциальное влияние на конечную безопасность и эффективность.IgG mAbs are covalent heterotetrameric proteins with a molecular weight of approximately 150 kDa, consisting of two identical heavy and light chains that are covalently linked by multiple disulfide bonds to form a Y-shaped structure. Due to their large size and structural complexity, mAbs are subject to a wide range of post-translational modifications (PTMs), such as Fc glycosylation, methionine oxidation (Met), asparagine deamidation (Asn), aspartic acid cyclization/isomerization (Asp), N-terminal glutamine cyclization (Gln) or glutamate (Glu), C-terminal lysine (Lys) clipping, non-enzymatic glycosylation of Lys and trisulfide bond, during cell culture, purification, drug formulation and storage. PTMs may be a major source of structural heterogeneity and play an important role in modulating the physicochemical properties of mAbs. Some PTMs, such as glycosylation, deamidation and oxidation, depending on the location of the affected residues (e.g. in complementarity determining regions (CDRs)), may even have detrimental effects on stability, function, immunogenicity and pharmacokinetics/pharmacodynamics, which are generally considered critical quality attributes (CQAs) of antibodies that should be closely monitored during drug development (Wang et al., J. Pharm. Sci., 2007, 96, 1-26; Manning et al., Pharm Res. 2010, 27, 544- 557). Oxidation of two conserved Met residues located at the interface of heavy chain constant domains 2 (CH2) and 3 (CH3) in most IgG antibodies can reduce thermostability (Houde et al., Mol. Cell. Proteomics., 2010, 9, 1716-1728 ), protein A binding (Bertolotti-Ciarlet et al., Mol. Immunol., 2009, 46, 1878-1882), FcRn binding (Zhang et al., Anal. Chem., 2014, 86, 3468-3475) and period half-life of IgG antibodies from the bloodstream (Wang et al., Mol. Immunol., 2011, 48, 860866), while oxidation of Met or tryptophan (Trp) and deamidation of Asn in solvent-exposed CDRs could potentially affect antigen binding and activity (Wei et al., J. Pharm. Sci., 2009, 98, 3509-3521; Yan et al., J. Pharm. Sci., 2009, 98, 3509-3521). N-linked glycosylation at the conserved CH2 heavy chain Asn in the Fc region of antibodies is also important for maintaining mAb structure and stability and in some cases may regulate downstream effector functions such as complement-dependent cytotoxicity (CDC) and antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC) via modulating binding to FCY receptors (Jennewein, M.F., Alter, G., Trends in Immunology., 2017, 38, 358-372). Therefore, it is important to characterize and monitor levels of PTMs, especially those considered CQAs, during the development, production and storage of therapeutic antibodies to ensure product quality and determine any potential impact on ultimate safety and efficacy.

Пептидное картирование методом жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией (ЖХ-МС) используется в биофармацевтической промышленности для получения характеристики терапевтических антител на молекулярном уровне (Beck et al., Anal. Chem., 2013, 85, 715-736; Sandra, K. et al., J. Chromatogr. A., 2014, 1335, 81-103). В этом методе используется восходящая методика, включающая ферментативное (т.е. обычно трипсиновое) расщепление белков в невосстанавливающих (пептидное картирование в невосстанавливающих условиях) или восстанавливающих (пептидное картирование в восстанавливающих условиях) условиях с последующим разделением полученных пептидов и анализом с использованием ультрафиолетового (УФ) детектирования и/или масс-спектрометрии (МС), что обеспечивает преимущества оценки структурной целостности, поддерживаемой межцепочечными и внутрицепочечными дисульфидными связями, подтверждения аминокислотной последовательности белка и обеспечения сайт-специфического количественного анализа при посттрансляционных и химических модификациях, которые могут возникнуть во время производства, обработки или хранения (Mouchahoir, T., Schiel, J.E., Anal. Bioanal. Chem., 2018, 410, 2111-2126).Peptide mapping by liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS) is used in the biopharmaceutical industry to characterize therapeutic antibodies at the molecular level (Beck et al., Anal. Chem., 2013, 85, 715-736; Sandra, K. et al., J. Chromatogr. A., 2014, 1335, 81-103). This method uses a bottom-up technique involving enzymatic (i.e. typically trypsin) digestion of proteins under non-reducing (peptide mapping under non-reducing conditions) or reducing (peptide mapping under reducing conditions) conditions, followed by separation of the resulting peptides and analysis using ultraviolet (UV) ) detection and/or mass spectrometry (MS), which provides the benefits of assessing the structural integrity maintained by interchain and intrachain disulfide bonds, confirming the amino acid sequence of a protein, and providing site-specific quantitation of post-translational and chemical modifications that may occur during production, processing or storage (Mouchahoir, T., Schiel, J.E., Anal. Bioanal. Chem., 2018, 410, 2111-2126).

- 1 047087- 1 047087

В методе пептидного картирования на основе ЖХ-МС для анализа ПТМ количественное определение сайт-специфических ПТМ осуществляют по спектрам МС1 ферментативных гидролизатов путем расчета отношения площади пика хроматограммы выбранного иона (EIC) модифицированного пептида, содержащего ПТМ, к сумме площади пиков EIC соответствующего нативного пептида и модифицированного пептида. Несмотря на то, что оптимизированный рабочий процесс пептидного картирования может обеспечить высокий охват последовательностей и позволить эффективно охарактеризовать множество показателей (например, различные сайт-специфические ПТМ) образца антитела в одном цикле ЖХ-МС благодаря быстрому развитию инструментов ЖХ-МС и программного обеспечения для биоинформатики, это традиционный подход без использования меток для относительного количественного определения сайт-специфических ПТМ требует подготовки образцов и сбора массспектрометрических данных для отдельных образцов, что может занимать значительное время, затрудняя удовлетворение постоянно растущих потребностей в получении характеристики моноклональных антител в процессе разработки лекарственных средств. Недавние достижения в области технологии пептидного картирования были в основном сосредоточены на повышении эффективности подготовки образцов, например, разработке автоматизированной системы для увеличения пропускной способности или встроенной в поток системы расщепления для сокращения времени подготовки образцов (Richardson et al., Anal. Biochem., 2011, 411, 284-291; Cao et al., J. Pharm. Sci., 2019, 108, 3540-3549; и Mao et al., mAbs. 2019, 11, 767-778), однако, когда размер образца увеличивается, время работы прибора, необходимое для сбора данных ЖХ-МС образцов, также увеличивается линейным образом, что не только ограничивает общую эффективность технологического процесса пептидного картирования для получения характеристики белков, но также может привести к большой изменчивости количественного определения ПТМ в результате колебаний работы прибора, связанных со временем и температурой, аппаратных и программных сбоев прибора или нарушения стабильности при хранения образца в автоматическом пробоотборнике во время ЖХ-МС анализа гидролизатов при пептидном картировании.In the LC-MS-based peptide mapping method for PTM analysis, site-specific PTMs are quantified from the MS1 spectra of enzymatic hydrolysates by calculating the ratio of the selected ion chromatogram (EIC) peak area of the modified PTM-containing peptide to the sum of the EIC peak areas of the corresponding native peptide and modified peptide. Although an optimized peptide mapping workflow can provide high sequence coverage and allow efficient characterization of multiple features (e.g., different site-specific PTMs) of an antibody sample in a single LC-MS run, thanks to the rapid development of LC-MS instrumentation and bioinformatics software , this traditional label-free approach for relative quantitation of site-specific PTMs requires sample preparation and mass spectrometry data collection for individual samples, which can be time consuming, making it difficult to meet the ever-increasing demands for monoclonal antibody characterization during drug development. Recent advances in peptide mapping technology have largely focused on improving the efficiency of sample preparation, such as the development of an automated system to increase throughput or an in-line digestion system to reduce sample preparation time (Richardson et al., Anal. Biochem., 2011, 411, 284-291; Cao et al., J. Pharm. Sci., 2019, 108, 3540-3549; and Mao et al., mAbs. 2019, 11, 767-778), however, when the sample size increases, The instrument runtime required to acquire LC/MS data from samples also increases linearly, which not only limits the overall efficiency of the peptide mapping workflow for protein characterization, but can also lead to large variability in PTM quantitation due to instrument fluctuations associated with time and temperature, hardware and software failures of the device or instability during sample storage in an automatic sampler during LC-MS analysis of hydrolysates during peptide mapping.

Краткое описание изобретенияBrief description of the invention

В одном аспекте настоящего изобретения предложен способ количественного определения множества показателей качества множества образцов в одном цикле масс-спектрометрии (МС), включающий приведение двух или более образцов в контакт с расщепляющим раствором в условиях, достаточных для расщепления двух или более образцов, где каждый образец расщепляется отдельно, и расщепляющий раствор представляет собой буферный раствор, не содержащий трис-буфера; приведение каждого из двух или более расщепленных образцов в контакт со специфическим реагентом для мечения тандемной массовой меткой (TMT) в условиях, достаточных для мечения пептидов в каждом из двух или более расщепленных образцов с использованием специфического реагента для мечения TMT; гашение мечения пептидов в каждом из двух или более расщепленных образцов; объединение равных объемов двух или более меченых расщепленных образцов в раствор одного объединенного образца; и анализ раствора одного объединенного образца с использованием нацеленного масс-спектрального анализа, с обеспечением таким образом возможности количественного определения множества показателей качества двух или более образцов в одном цикле масс-спектрометрии (МС).In one aspect of the present invention, there is provided a method for quantifying multiple quality attributes of multiple samples in a single mass spectrometry (MS) run, comprising contacting two or more samples with a digestion solution under conditions sufficient to digest the two or more samples, wherein each sample is digested separately, and the digestion solution is a buffer solution containing no Tris buffer; contacting each of the two or more digested samples with a specific tandem mass tag (TMT) labeling reagent under conditions sufficient to label peptides in each of the two or more digested samples using the specific TMT labeling reagent; quenching peptide labeling in each of the two or more digested samples; combining equal volumes of two or more labeled digest samples into a single pooled sample solution; and analyzing a solution of one pooled sample using targeted mass spectral analysis, thereby allowing multiple quality attributes of two or more samples to be quantified in a single mass spectrometry (MS) run.

В некоторых вариантах осуществления множество показателей качества включают посттрансляционную модификацию (ПТМ).In some embodiments, the plurality of quality indicators include post-translational modification (PTM).

В некоторых вариантах осуществления ПТМ включает одно или более из дезамидирования, окисления, гликирования, образования дисульфидных связей, образования N-концевого пироглутамата, удаления C-концевого лизина и гликозилирования.In some embodiments, the PTM includes one or more of deamidation, oxidation, glycation, disulfide bond formation, N-terminal pyroglutamate formation, C-terminal lysine removal, and glycosylation.

В некоторых вариантах осуществления ПТМ включает гликозилирование.In some embodiments, the PTM includes glycosylation.

В некоторых вариантах осуществления количественное определение множества показателей качества в одном цикле МС включает количественное определение ПТМ путем количественного определения относительного содержания ПТМ из площадей выбранных пиков полученного репортерного иона, генерированного в целевых масс-спектрах.In some embodiments, quantifying multiple quality metrics in a single MS run includes quantifying PTMs by quantifying the relative abundance of PTMs from selected peak areas of the resulting reporter ion generated in the target mass spectra.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает приведение каждого из двух или более расщепленных образцов в контакт с низкомолекулярной добавкой перед приведением каждого из двух или более расщепленных образцов в контакт со специфическим реагентом для мечения TMT.In some embodiments, the method further includes contacting each of the two or more digested samples with a small molecule additive before contacting each of the two or more digested samples with a specific TMT labeling reagent.

В некоторых вариантах осуществления низкомолекулярная добавка выбрана из группы, состоящей из BOC-Y -OH, п-крезола, гидроксифенилуксусной кислоты (HPAA), гидроксибензойной кислоты (HBA), ацетаминофена и п-аминобензойной кислоты (PABA).In some embodiments, the low molecular weight additive is selected from the group consisting of BOC-Y-OH, p-cresol, hydroxyphenylacetic acid (HPAA), hydroxybenzoic acid (HBA), acetaminophen, and p-aminobenzoic acid (PABA).

В некоторых вариантах осуществления низкомолекулярная добавка представляет собой PABA.In some embodiments, the small molecule additive is PABA.

В некоторых вариантах осуществления пептиды представляют собой гликопептиды.In some embodiments, the peptides are glycopeptides.

В некоторых вариантах осуществления гликопептиды получены из моноклонального антитела.In some embodiments, the glycopeptides are derived from a monoclonal antibody.

В некоторых вариантах осуществления моноклональное антитело относится к изотипу IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 или смешанному изотипу.In some embodiments, the monoclonal antibody is of the IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, or mixed isotype.

В некоторых вариантах осуществления два или более образцов представляют собой от 2 до 16 образцов.In some embodiments, the two or more samples represent 2 to 16 samples.

- 2 047087- 2 047087

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает получение двух или более образцов для анализа.In some embodiments, the method further includes obtaining two or more samples for analysis.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает подготовку двух или более образцов для расщепления перед приведением двух или более образцов в контакт с расщепляющим раствором в условиях, достаточных для расщепления двух или более образцов.In some embodiments, the method further includes preparing two or more samples for digestion before contacting the two or more samples with a digestion solution under conditions sufficient to digest the two or more samples.

В некоторых вариантах осуществления подготовка двух или более образцов перед расщеплением включает приведение каждого из двух или более образцов в контакт с денатурирующим и восстанавливающим раствором в условиях, которые обеспечивают денатурацию и восстановление образца; и приведение каждого из двух или более денатурированных и восстановленных образцов в контакт с алкилирующим раствором в условиях, которые обеспечивают алкилирование образца.In some embodiments, preparing two or more samples prior to digestion includes bringing each of the two or more samples into contact with a denaturing and reducing solution under conditions that allow denaturation and reduction of the sample; and contacting each of the two or more denatured and reduced samples with an alkylating solution under conditions that alkylate the sample.

В некоторых вариантах осуществления анализ раствора одного объединенного образца с использованием нацеленного масс-спектрального анализа включает нанесение одного объединенного образца на разделительную колонку и проведение направленного масс-спектрального анализа элюированных компонентов образца.In some embodiments, analyzing a solution of one pooled sample using targeted mass spectral analysis includes applying one pooled sample to a separation column and performing targeted mass spectral analysis of the eluted components of the sample.

В некоторых вариантах осуществления разделительная колонка представляет собой колонку для жидкостной хроматографии.In some embodiments, the separation column is a liquid chromatography column.

В некоторых вариантах осуществления проведение нацеленного масс-спектрального анализа элюированных компонентов образца включает применение ионизации электрораспылением для генерирования заряженных ионов из элюированных компонентов образца и измерение генерированных заряженных ионов.In some embodiments, performing targeted mass spectral analysis of eluted sample components involves using electrospray ionization to generate charged ions from the eluted sample components and measuring the generated charged ions.

В одном аспекте изобретения способ количественного определения посттрансляционных модификаций (ПТМ) множества образцов в одном цикле масс-спектрометрии (МС) включает приведение двух или более образцов в контакт с расщепляющим раствором в условиях, достаточных для расщепления двух или более образцов, где каждый образец расщепляется отдельно, и расщепляющий раствор представляет собой буферный раствор, не содержащий трис-буфера; приведение каждого из двух или более расщепленных образцов в контакт с низкомолекулярной добавкой; приведение каждого из двух или более расщепленных образцов в контакт со специфическим реагентом для мечения тандемной массовой меткой (TMT) в условиях, достаточных для мечения пептидов в каждом из двух или более расщепленных образцов с использованием специфического реагента для мечения TMT; гашение мечения пептидов в каждом из двух или более расщепленных образцов; объединение равных объемов двух или более меченых расщепленных образцов в раствор одного объединенного образца; и анализ раствора одного объединенного образца с использованием нацеленного масс-спектрального анализа, с обеспечением таким образом возможности количественного определения ПТМ двух или более образцов в одном цикле МС.In one aspect of the invention, a method for quantifying post-translational modifications (PTMs) of multiple samples in a single mass spectrometry (MS) run includes contacting two or more samples with a digestion solution under conditions sufficient to digest the two or more samples, where each sample is digested separately , and the digestion solution is a buffer solution not containing Tris buffer; contacting each of the two or more digested samples with a low molecular weight additive; contacting each of the two or more digested samples with a specific tandem mass tag (TMT) labeling reagent under conditions sufficient to label peptides in each of the two or more digested samples using the specific TMT labeling reagent; quenching peptide labeling in each of the two or more digested samples; combining equal volumes of two or more labeled digest samples into a single pooled sample solution; and analyzing a solution of one pooled sample using targeted mass spectral analysis, thereby allowing the PTMs of two or more samples to be quantified in a single MS run.

В некоторых вариантах осуществления ПТМ включает одно или более из дезамидирования, окисления, гликирования, образования дисульфидных связей, образования N-концевого пироглутамата, удаления C-концевого лизина и гликозилирования.In some embodiments, the PTM includes one or more of deamidation, oxidation, glycation, disulfide bond formation, N-terminal pyroglutamate formation, C-terminal lysine removal, and glycosylation.

В некоторых вариантах осуществления ПТМ включают гликозилирование.In some embodiments, PTMs include glycosylation.

В некоторых вариантах осуществления количественное определение ПТМ включает количественное определение относительного содержания ПТМ из площадей выбранных пиков полученного репортерного иона, генерированного в целевых масс-спектрах.In some embodiments, quantitating PTMs includes quantifying the relative abundance of PTMs from selected peak areas of the resulting reporter ion generated in the target mass spectra.

В некоторых вариантах осуществления низкомолекулярная добавка выбрана из группы, состоящей из BOC-Y -OH, п-крезола, гидроксифенилуксусной кислоты (HPAA), гидроксибензойной кислоты (HBA), ацетаминофена и п-аминобензойной кислоты (PABA).In some embodiments, the low molecular weight additive is selected from the group consisting of BOC-Y-OH, p-cresol, hydroxyphenylacetic acid (HPAA), hydroxybenzoic acid (HBA), acetaminophen, and p-aminobenzoic acid (PABA).

В некоторых вариантах осуществления низкомолекулярная добавка представляет собой PABA.In some embodiments, the small molecule additive is PABA.

В некоторых вариантах осуществления пептиды представляют собой гликопептиды.In some embodiments, the peptides are glycopeptides.

В некоторых вариантах осуществления гликопептиды получены из моноклонального антитела.In some embodiments, the glycopeptides are derived from a monoclonal antibody.

В некоторых вариантах осуществления моноклональное антитело относится к изотипу IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 или смешанному изотипу.In some embodiments, the monoclonal antibody is of the IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, or mixed isotype.

В некоторых вариантах осуществления два или более образцов представляют собой от 2 до 16 образцов.In some embodiments, the two or more samples represent 2 to 16 samples.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает получение двух или более образцов для анализа.In some embodiments, the method further includes obtaining two or more samples for analysis.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает подготовку двух или более образцов для расщепления перед приведением двух или более образцов в контакт с расщепляющим раствором в условиях, достаточных для расщепления двух или более образцов.In some embodiments, the method further includes preparing two or more samples for digestion before contacting the two or more samples with a digestion solution under conditions sufficient to digest the two or more samples.

В некоторых вариантах осуществления подготовка двух или более образцов перед расщеплением включают приведение каждого из двух или более образцов в контакт с денатурирующим и восстанавливающим раствором в условиях, которые обеспечивают денатурацию и восстановление образца; и приведение каждого из двух или более денатурированных и восстановленных образцов в контакт с алкилирующим раствором в условиях, которые обеспечивают алкилирование образца.In some embodiments, preparing two or more samples prior to digestion includes contacting each of the two or more samples with a denaturing and reducing solution under conditions that allow denaturation and reduction of the sample; and contacting each of the two or more denatured and reduced samples with an alkylating solution under conditions that alkylate the sample.

В некоторых вариантах осуществления анализ раствора одного объединенного образца сIn some embodiments, analyzing a solution of one combined sample with

- 3 047087 использованием нацеленного масс-спектрального анализа включает нанесение одного объединенного образца на разделительную колонку и проведение направленного масс-спектрального анализа элюированных компонентов образца.- 3 047087 using targeted mass spectral analysis involves applying one pooled sample to a separation column and performing targeted mass spectral analysis of the eluted components of the sample.

В некоторых вариантах осуществления разделительная колонка представляет собой колонку для жидкостной хроматографии.In some embodiments, the separation column is a liquid chromatography column.

В некоторых вариантах осуществления проведение нацеленного масс-спектрального анализа элюированных компонентов образца включает применение ионизации электрораспылением для генерирования заряженных ионов из элюированных компонентов образца и измерение генерированных заряженных ионов.In some embodiments, performing targeted mass spectral analysis of eluted sample components involves using electrospray ionization to generate charged ions from the eluted sample components and measuring the generated charged ions.

В различных вариантах реализации любые из признаков или компонентов вариантов осуществления, обсуждаемых выше или далее в настоящем изобретении, можно комбинировать, и такие комбинации входят в объем настоящего изобретения. Любое конкретное значение, обсуждаемое выше или далее в настоящем изобретении, может быть комбинировано с другим взаимосвязанным значением, обсуждаемым выше или далее в настоящем изобретении, для определения диапазона, в котором указанные значения представляют собой верхний и нижний пределы диапазона, и такие диапазоны и все значения, входящие в такие диапазоны, входят в объем настоящего изобретения. Каждое из значений, обсуждаемых выше или далее в настоящем изобретении, может быть указано с отклонением в 1, 5, 10 или 20%. Например, концентрация 10 мМ может быть указана как 10±0,1 мМ (отклонение в 1%), 10±0,5 мМ (отклонение в 5%), 10±1 мМ (отклонение в 10%) или 10±2 мМ (отклонение в 20%). Другие варианты осуществления будут очевидны после прочтения следующего подробного описания изобретения.In various embodiments, any of the features or components of the embodiments discussed above or later in the present invention can be combined, and such combinations are within the scope of the present invention. Any particular value discussed above or hereinafter in the present invention may be combined with another related value discussed above or hereinafter in the present invention to define a range in which said values represent the upper and lower limits of the range, and such ranges and all values falling within such ranges are within the scope of the present invention. Each of the values discussed above or later in the present invention may be specified with a deviation of 1, 5, 10 or 20%. For example, a concentration of 10 mM may be reported as 10 ± 0.1 mM (1% deviation), 10 ± 0.5 mM (5% deviation), 10 ± 1 mM (10% deviation), or 10 ± 2 mM (20% deviation). Other embodiments will become apparent upon reading the following detailed description of the invention.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

На фиг. 1A и 1B показано влияние NCE (35-70) на содержание репортерного иона двух репрезентативных меченых ТМТ пептидов в mAb-A (фиг. 1A) и на относительное количественное определение различных типов ПТМ в mAb-A наряду с количественными результатами по ПТМ, полученными с использованием традиционного подхода (фиг. 1B). На фиг. 1B порядок столбцов слева направо для каждой сайт-специфической ПТМ представляет собой следующий: контроль (без TMT), NCE 35, NCE 40, NCE 50, NCE 55, NCE 60, NCE 70.In fig. 1A and 1B show the effect of NCE (35-70) on the reporter ion content of two representative TMT-labeled peptides in mAb-A (Fig. 1A) and on the relative quantitation of different types of PTMs in mAb-A along with the PTM quantification results obtained with using the traditional approach (Fig. 1B). In fig. 1B, the order of the columns from left to right for each site-specific PTM is as follows: control (no TMT), NCE 35, NCE 40, NCE 50, NCE 55, NCE 60, NCE 70.

На фиг. 2A и 2B показано влияние NCE (35-100) на количественное определение гликозилирования Lys в mAb-B (фиг. 2A) и влияние NCE (27-100) на количественное определение пироглутамата при Nконцевом Glu в mAb-B (фиг. 2B). Черные планки погрешностей: среднеквадратическое отклонение процентов ПТМ в двух параллельных анализах. Порядок столбцов на фиг. 2A (слева направо): контроль (без TMT), NCE 35, NCE 40, NCE 50, NCE 55, NCE 60, NCE 70, NCE 80, NCE 90 и NCE 100. Порядок столбцов на фиг. 2B (слева направо): контроль (без TMT), NCE 27, NCE 30, NCE 35, NCE 40, NCE 50, NCE 55, NCE 60, NCE 70, NCE 80, NCE 90 и NCE 100.In fig. 2A and 2B show the effect of NCE (35-100) on the quantification of Lys glycosylation in mAb-B (Fig. 2A) and the effect of NCE (27-100) on the quantification of pyroglutamate at the N-terminal Glu in mAb-B (Fig. 2B). Black error bars: standard deviation of PTM percentages in two parallel analyses. The order of the columns in Fig. 2A (from left to right): control (no TMT), NCE 35, NCE 40, NCE 50, NCE 55, NCE 60, NCE 70, NCE 80, NCE 90 and NCE 100. Column order in FIG. 2B (from left to right): control (no TMT), NCE 27, NCE 30, NCE 35, NCE 40, NCE 50, NCE 55, NCE 60, NCE 70, NCE 80, NCE 90 and NCE 100.

На фиг. 3A и 3B показано влияние NCE (35-80) на количественную оценку трисульфидных связей в IgG1 mAb-C (фиг. 3A) и IgG4 mAb-D (фиг. 3B) наряду с количественными результатами, полученными с использованием традиционного подхода.In fig. 3A and 3B show the effect of NCE (35-80) on the quantification of trisulfide bonds in IgG1 mAb-C (Fig. 3A) and IgG4 mAb-D (Fig. 3B), along with quantitative results obtained using the traditional approach.

На фиг. 4A показана оценка относительного количественного определения четырех ПТМ в mAb-E в шести каналах ТМТ при соотношении 1:1:1:1:1:1. Объединенные образцы, меченые ТМТ, были получены из трех определений и проанализированы с использованием ЖХ-МС/МС в двух параллельных анализах. Ящичковые диаграммы показывают среднее значение (более крупная точка), процентиль от 25- до 75-го (ящик) и процентиль от 5- до 95-го (усы). Проценты ПТМ, рассчитанные с использованием традиционного подхода, обозначены пунктирными линиями.In fig. 4A shows the evaluation of the relative quantitation of four PTMs in mAb-E in six TMT channels at a ratio of 1:1:1:1:1:1. Pooled TMT-labeled samples were obtained from three determinations and analyzed using LC-MS/MS in two parallel analyses. Boxplots show the mean (larger dot), the 25th to 75th percentile (box), and the 5th to 95th percentile (whiskers). PTM percentages calculated using the traditional approach are indicated by dotted lines.

На фиг. 4B показана оценка воспроизводимости относительного количественного определения четырех ПТМ в mAb-E в шести каналах ТМТ при соотношении 1:1:1:1:1:1. Объединенные образцы, меченые ТМТ, были получены из трех определений и проанализированы с использованием ЖХ-МС/МС в двух параллельных анализах. Ящичковые диаграммы показывают среднее значение (точка), 25- и 75-й процентиль (ящик) и 5- и 95-й процентиль (усы). Проценты ПТМ, рассчитанные с использованием традиционного подхода, обозначены пунктирными линиями.In fig. 4B shows an assessment of the reproducibility of the relative quantitation of four PTMs in mAb-E in six TMT channels at a ratio of 1:1:1:1:1:1. Pooled TMT-labeled samples were obtained from three determinations and analyzed using LC-MS/MS in two parallel analyses. Boxplots show the mean (dot), 25th and 75th percentiles (box), and 5th and 95th percentiles (whiskers). PTM percentages calculated using the traditional approach are indicated by dotted lines.

На фиг. 5 показана оценка чувствительности относительного количественного определения четырех ПТМ в mAb-A в шести каналах ТМТ при соотношении 1:2:4:8:16:32. Объединенные образцы, меченые ТМТ, были получены из трех определений и проанализированы с использованием ЖХ-МС/МС в двух параллельных анализах. Ящичковые диаграммы показывают среднее значение (точка), 25- и 75-й процентиль (ящик) и 5- и 95-й процентиль (усы). Проценты ПТМ, рассчитанные с использованием традиционного подхода, обозначены пунктирными линиями.In fig. Figure 5 shows the sensitivity estimate for the relative quantitation of four PTMs in mAb-A in six TMT channels at a ratio of 1:2:4:8:16:32. Pooled TMT-labeled samples were obtained from three determinations and analyzed using LC-MS/MS in two parallel analyses. Boxplots show the mean (dot), 25th and 75th percentiles (box), and 5th and 95th percentiles (whiskers). PTM percentages calculated using the traditional approach are indicated by dotted lines.

На фиг. 6 показано количественное определение ПТМ в образцах mAb-A, подвергнутых принудительной деградации, с использованием подхода на основе целевой МС/МС (сплошные столбцы) и традиционного подхода (полосатые столбцы). Черные планки погрешностей: среднеквадратическое отклонение процентов ПТМ в двух параллельных анализах. Порядок столбцов слева направо для каждой сайт-специфической ПТМ представляет собой: mAb-A-S0 (без TMT), mAb-A-S0 (TMT-126), mAb-A-S1 (без TMT), mAb-A-S1 (TMT-127), mAb-A-S2 (без TMT), mAb-A-S2 (TMT-128), mAb-A-S3 (без TMT),In fig. Figure 6 shows the quantification of PTMs in forced-degraded mAb-A samples using a targeted MS/MS approach (solid bars) and a conventional approach (striped bars). Black error bars: standard deviation of PTM percentages in two parallel analyses. The column order from left to right for each site-specific PTM is: mAb-A-S0 (no TMT), mAb-A-S0 (TMT-126), mAb-A-S1 (no TMT), mAb-A-S1 ( TMT-127), mAb-A-S2 (without TMT), mAb-A-S2 (TMT-128), mAb-A-S3 (without TMT),

- 4 047087 mAb-A-S3 (TMT-129), mAb-A-S4 (без TMT), mAb-A-S4 (TMT-130), mAb-A-S5 (без TMT), mAb-A-S5 (TMT-131).- 4 047087 mAb-A-S3 (TMT-129), mAb-A-S4 (without TMT), mAb-A-S4 (TMT-130), mAb-A-S5 (without TMT), mAb-A-S5 (TMT-131).

На фиг. 7A и 7B показано количественное определение ПТМ образцов для оценки сопоставимости mAb-F, изготовленных на различных технологических площадках, с использованием подхода на основе целевой МС/МС (сплошные столбцы) и традиционного подхода (полосатые столбцы). На фиг. 7A показаны ПТМ с уровнями >2,5%, а на фиг. 7B показаны ПТМ с уровнями <2,5%. Черные планки погрешностей: среднеквадратическое отклонение процентов ПТМ в двух параллельных анализах. Порядок столбцов слева направо для каждой сайт-специфической ПТМ для обеих фиг. 7A и 7B представляет собой следующий: mAb-F-P1 (без TMT), mAb-F-P1 (TMT-128), mAb-F-P2 (без TMT), mAbF-P2 (TMT-129), mAb-F-P3 (без TMT), mAb-F-P3 (TMT-130), mAb-F-P4 (без TMT), mAb-F-P4(TMT-131).In fig. 7A and 7B show PTM quantification of samples to assess the comparability of mAb-Fs manufactured at different manufacturing sites using a targeted MS/MS approach (solid bars) and a conventional approach (striped bars). In fig. 7A shows PTMs with levels >2.5%, and FIG. 7B shows PTMs with levels <2.5%. Black error bars: standard deviation of PTM percentages in two parallel analyses. The order of the columns is from left to right for each site-specific PTM for both Figs. 7A and 7B is the following: mAb-F-P1 (no TMT), mAb-F-P1 (TMT-128), mAb-F-P2 (no TMT), mAbF-P2 (TMT-129), mAb-F -P3 (without TMT), mAb-F-P3 (TMT-130), mAb-F-P4 (without TMT), mAb-F-P4(TMT-131).

На фиг. 8 показано количественное определение трисульфидных связей в стандартных образцах для оценки трисульфидных связей mAb-E с использованием подхода на основе целевой МС/МС (сплошные столбцы) и традиционного подхода (полосатые столбцы). Трисульфидные стандарты mAb-E с различными уровнями трисульфидных связей были получены путем смешивания образца, подвергнутого воздействию H2S, и эталонного стандартного образца в различных соотношениях. mAb-E-TS0 (100:0), mAb-E-TS1 (75:25), mAb-E-TS2 (50:50), mAb-E-TS3 (25:75) и mAb-E-TS4 (0:100).In fig. Figure 8 shows the quantification of trisulfide bonds in standard samples to evaluate mAb-E trisulfide bonds using a targeted MS/MS approach (solid bars) and a conventional approach (striped bars). Trisulfide mAb-E standards with varying levels of trisulfide bonds were prepared by mixing the H2S-exposed sample and the reference standard sample in various ratios. mAb-E-TS0 (100:0), mAb-E-TS1 (75:25), mAb-E-TS2 (50:50), mAb-E-TS3 (25:75) and mAb-E-TS4 ( 0:100).

На фиг. 9 показано влияние различных низкомолекулярных добавок во время мечения ТМТ на относительное содержание меченых ТМТ фрагментов с разными метками ТМТ и разными изоформами для пептида WQQG (остатки 1-4 SEQ ID NO: 3) и пептида TTPP (остатки 1-4 SEQ ID NO: 4). Сайты мечения ТМТ у каждого фрагменты были выделены (выделение жирным шрифтом). Boc-Y: Н-(третбутоксикарбонил)-тирозин; HPAA: 4-гидроксифенилуксусная кислота; HBA: 4-гидроксибензойная кислота; PABA: 4-аминобензойная кислота.In fig. 9 shows the effect of various small molecule additives during TMT labeling on the relative abundance of TMT-labeled fragments with different TMT tags and different isoforms for the WQQG peptide (residues 1-4 SEQ ID NO: 3) and TTPP peptide (residues 1-4 SEQ ID NO: 4 ). The TMT labeling sites for each fragment were highlighted (in bold). Boc-Y: H-(tert-butoxycarbonyl)-tyrosine; HPAA: 4-hydroxyphenylacetic acid; HBA: 4-hydroxybenzoic acid; PABA: 4-aminobenzoic acid.

На фиг. 10 показана структура иллюстративной тандемной массовой метки и иллюстративных реагентов тандемной массовой метки.In fig. 10 shows the structure of an exemplary tandem mass label and exemplary tandem mass label reagents.

На фиг. 11 показано химические структуры иллюстративных реагентов, предотвращающих избыточное мечение - BOC-Y-OH, п-крезола, гидроксифенилуксусной кислоты (HPAA), гидроксибензойной кислоты (HBA), ацетаминофена и/или п-аминобензойной кислоты (PABA).In fig. 11 shows the chemical structures of exemplary anti-labeling reagents BOC-Y-OH, p-cresol, hydroxyphenylacetic acid (HPAA), hydroxybenzoic acid (HBA), acetaminophen and/or p-aminobenzoic acid (PABA).

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

Обращаясь к описанию настоящего изобретения, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено конкретными описанными способами и условиями экспериментов, так как указанные способы и условия могут варьироваться. Также следует исходить из того, что используемая в настоящем изобретении терминология предназначена только для описания частных вариантов осуществления и не подразумевает ограничительного характера, так как объем настоящего изобретения ограничен только прилагаемой формулой изобретения. Любые варианты осуществления или признаки вариантов осуществления могут быть комбинированы друг с другом, и такие комбинации явным образом входят в объем настоящего изобретения.While referring to the description of the present invention, it should be understood that the present invention is not limited to the specific methods and experimental conditions described, since these methods and conditions may vary. It is also understood that the terminology used in the present invention is intended to describe particular embodiments only and is not intended to be limiting, since the scope of the present invention is limited only by the appended claims. Any embodiments or features of embodiments may be combined with each other, and such combinations are clearly within the scope of the present invention.

Если не указано иное, все технические и научные термины, используемые в настоящем изобретении, имеют значение, обычно понимаемое специалистом в области техники, к которой относится данное изобретение. В контексте настоящего изобретения термин приблизительно при использовании в отношении конкретного приведенного числового значения означает, что это значение может отличаться от приведенного значения не более чем на 1%. Например, в контексте настоящего изобретения выражение приблизительно 100 включает 99 и 101, и все значения между ними (например, 99,1, 99,2, 99,3, 99,4 и т.д.).Unless otherwise specified, all technical and scientific terms used in the present invention have the meaning commonly understood by one skilled in the art to which this invention relates. In the context of the present invention, the term "approximately" when used in relation to a particular given numerical value means that the value may differ from the given value by no more than 1%. For example, in the context of the present invention, the expression approximately 100 includes 99 and 101, and all values in between (eg, 99.1, 99.2, 99.3, 99.4, etc.).

Хотя любые методы и материалы, подобные или эквивалентные тем, которые описаны в настоящем изобретении, могут использоваться при практическом осуществлении или испытании настоящего изобретения, предпочтительные методы и материалы описаны далее. Содержание всех патентов, заявок и непатентных публикаций, упомянутых в настоящем описании, включено в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме.Although any methods and materials similar or equivalent to those described in the present invention may be used in the practice or testing of the present invention, preferred methods and materials are described below. The contents of all patents, applications and non-patent publications mentioned in this specification are incorporated herein by reference in their entirety.

Сокращения, используемые в настоящем изобретении.Abbreviations used in the present invention.

ACN: ацетонитрил;ACN: acetonitrile;

ADCC: антителозависимая клеточная цитотоксичность;ADCC: antibody dependent cellular cytotoxicity;

Asn: аспарагин;Asn: asparagine;

AUC: площадь под кривой;AUC: area under the curve;

Boc-Y: №(трет-бутоксикарбонил)-тирозин;Boc-Y: N(tert-butoxycarbonyl)-tyrosine;

CDC: комплемент-зависимая цитотоксичность;CDC: complement dependent cytotoxicity;

CDR: область, определяющая комплементарность;CDR: complementarity determining region;

CQA: критические показатели качества;CQA: Critical Quality Attributes;

CV: коэффициент вариации;CV: coefficient of variation;

EIC: хроматограмма выбранного иона;EIC: selected ion chromatogram;

ELISA: твердофазный иммуноферментный анализ;ELISA: enzyme-linked immunosorbent assay;

ESI-МС: масс-спектрометрия с ионизацией электрораспылением;ESI-MS: electrospray ionization mass spectrometry;

FA: муравьиная кислота;FA: formic acid;

FDA: управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов;FDA: Food and Drug Administration;

- 5 047087- 5 047087

FLR: флуоресцентное детектирование;FLR: fluorescent detection;

HBA: 4-гидроксибензойная кислота;HBA: 4-hydroxybenzoic acid;

HC: тяжелая цепь;HC: heavy chain;

HILIC: жидкостная хроматография гидрофильного взаимодействия;HILIC: hydrophilic interaction liquid chromatography;

HPAA: 4-гидроксифенилуксусная кислота;HPAA: 4-hydroxyphenylacetic acid;

IgG: иммуноглобулин G;IgG: immunoglobulin G;

LC: легкая цепь;LC: light chain;

ЖХ-МС: жидкостная хроматография с тандемной масс-спектрометрией;LC-MS: liquid chromatography with tandem mass spectrometry;

mAb: моноклональное антитело;mAb: monoclonal antibody;

Met: метионин;Met: methionine;

МС: масс-спектрометрия;MS: mass spectrometry;

MW: молекулярная масса;MW: molecular weight;

NCE: нормированная энергия столкновения;NCE: normalized collision energy;

PABA: 4-аминобензойная кислота;PABA: 4-aminobenzoic acid;

ФК: фармакокинетика;PK: pharmacokinetics;

PROCA: прокаинамид;PROCA: procainamide;

PQA: показатель качества продукта;PQA: product quality indicator;

ПТМ: посттрансляционная модификация;PTM: post-translational modification;

ОФ-ЖХ-МС/МС: обращенно-фазовая жидкостная хроматография с тандемной масс-спектрометрией;RP-LC-MS/MS: reversed-phase liquid chromatography with tandem mass spectrometry;

ТФЭ: твердофазная экстракция;SPE: solid phase extraction;

TCEP-HCl: трис(2-карбоксиэтил)фосфин гидрохлорид ;TCEP-HCl: tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride;

TFA: трифторуксусная кислота;TFA: trifluoroacetic acid;

TMT: тандемная массовая метка;TMT: tandem mass tag;

УФ: ультрафиолет.UV: Ultraviolet.

Определения.Definitions.

Термин антитело в контексте настоящего изобретения относится к молекулам иммуноглобулина, состоящим из четырех полипептидных цепей: двух тяжелых (H) цепей и двух легких (L) цепей, связанных между собой дисульфидными связями (т.е. молекулам полноразмерного антитела), а также их мультимерам (например, IgM) или их антигенсвязывающим фрагментам. Каждая тяжелая цепь состоит из вариабельной области тяжелой цепи (HCVR или VH) и константной области тяжелой цепи (состоящей из доменов CH1, CH2 и CH3). В различных вариантах осуществления тяжелая цепь может относиться к изотипу IgG. В некоторых случаях тяжелая цепь выбрана из IgG1, IgG2, IgG3 или IgG4. В некоторых вариантах осуществления тяжелая цепь относится к изотипу IgG1 или IgG4, необязательно включая химерную шарнирную область изотипа IgG1/IgG2 или IgG4/IgG2. Каждая легкая цепь состоит из вариабельной области легкой цепи (LCVR или VL) и константной области легкой цепи (CL). В областях VH и VL можно дополнительно выделить области гипервариабельности, называемые областями, определяющими комплементарность (CDR), которые перемежаются с более консервативными областями, называемыми каркасными областями (FR). Каждая VH и VL состоит из трех CDR и четырех FR, расположенных от аминоконца к карбоксиконцу в следующем порядке: FR1, CDR1, FR2, CDR2, FR3, CDR3, FR4. Термин антитело включает ссылку как на гликозилированные, так и на негликозилированные иммуноглобулины любого изотипа или подкласса. Термин антитело включает молекулы антител, полученные, экспрессированные, созданные или выделенные рекомбинантными методами, такие как антитела, выделенные из клетки-хозяина, трансфицированной для экспрессии антитела. Обзор структуры антител см. в источниках Lefranc et al., IMGT unique numbering for immunoglobulin and T cell receptor variable domains and Ig superfamily V-like domains, 27(1) Dev., Comp. Immunol., 55-77 (2003); и M. Potter, Structural correlates of immunoglobulin diversity, 2(1), Surv. Immunol. Res., 27-42 (1983).The term antibody in the context of the present invention refers to immunoglobulin molecules consisting of four polypeptide chains: two heavy (H) chains and two light (L) chains linked by disulfide bonds (i.e., full-length antibody molecules), as well as their multimers (for example, IgM) or their antigen-binding fragments. Each heavy chain consists of a heavy chain variable region (HCVR or VH ) and a heavy chain constant region (consisting of CH1 , CH2 and CH3 domains). In various embodiments, the heavy chain may be of the IgG isotype. In some cases, the heavy chain is selected from IgG1, IgG2, IgG3 or IgG4. In some embodiments, the heavy chain is of the IgG1 or IgG4 isotype, optionally including a chimeric hinge region of the IgG1/IgG2 or IgG4/IgG2 isotype. Each light chain consists of a light chain variable region (LCVR or VL) and a light chain constant region ( CL ). In the VH and VL regions, regions of hypervariability can be further distinguished, called complementarity determining regions (CDRs), which are interspersed with more conserved regions, called framework regions (FR). Each V H and V L consists of three CDRs and four FRs, located from the amino terminus to the carboxy terminus in the following order: FR1, CDR1, FR2, CDR2, FR3, CDR3, FR4. The term antibody includes reference to both glycosylated and non-glycosylated immunoglobulins of any isotype or subclass. The term antibody includes antibody molecules produced, expressed, generated or isolated by recombinant methods, such as antibodies isolated from a host cell transfected to express the antibody. For an overview of antibody structure, see Lefranc et al., IMGT unique numbering for immunoglobulin and T cell receptor variable domains and Ig superfamily V-like domains, 27(1) Dev., Comp. Immunol., 55-77 (2003); and M. Potter, Structural correlates of immunoglobulin diversity, 2(1), Surv. Immunol. Res., 27-42 (1983).

Термин антитело также охватывает биспецифичное антитело, которое включает гетеротетрамерный иммуноглобулин, который может связываться с несколькими разными эпитопами. Одна половина биспецифичного антитела, которая включает одну тяжелую цепь и одну легкую цепь и шесть CDR, связывается с одним антигеном или эпитопом, а другая половина антитела связывается с другим антигеном или эпитопом. В некоторых случаях биспецифичное антитело может связывать один и тот же антиген, но разные эпитопы или неперекрывающиеся эпитопы. В некоторых случаях обе половины биспецифичного антитела имеют идентичные легкие цепи, сохраняя при этом двойную специфичность. Биспецифичные антитела в общих чертах описаны в публикации патентной заявки США № 2010/0331527 (30 декабря 2010 г.).The term antibody also covers a bispecific antibody that includes a heterotetrameric immunoglobulin that can bind to several different epitopes. One half of a bispecific antibody, which includes one heavy chain and one light chain and six CDRs, binds to one antigen or epitope, and the other half of the antibody binds to another antigen or epitope. In some cases, a bispecific antibody may bind the same antigen but different epitopes or non-overlapping epitopes. In some cases, both halves of a bispecific antibody have identical light chains while maintaining dual specificity. Bispecific antibodies are generally described in US Patent Application Publication No. 2010/0331527 (December 30, 2010).

Термин антигенсвязывающая часть антитела (или фрагмент антитела) относится к одному или более фрагментам антитела, которые сохраняют способность специфично связываться с антигеном. Примеры связывающих фрагментов, охватываемых термином антигенсвязывающая часть антитела, включают (i) Fab-фрагмент - одновалентный фрагмент, состоящий из доменов VL, VH, CL и CH1; (ii) F(ab')2-фрαгмент - двухвалентный фрагмент, содержащий два Fab-фрагмента, связанных дисульфидным мостиком в шарнирной области; (iii) Fd-фрагмент, состоящий из доменов VH и CH1; (iv) Fv-фрагмент, состоящий из доменов VL и VH одного плеча антитела; (v) фрагмент dAb (Ward et al.The term antigen-binding portion of an antibody (or antibody fragment) refers to one or more antibody fragments that retain the ability to specifically bind an antigen. Examples of binding fragments encompassed by the term antigen-binding portion of an antibody include (i) a Fab fragment—a monovalent fragment consisting of the VL, VH, CL, and CH1 domains; (ii) F(ab')2 fragment - a divalent fragment containing two Fab fragments linked by a disulfide bridge in the hinge region; (iii) Fd fragment consisting of VH and CH1 domains; (iv) an Fv fragment consisting of the VL and VH domains of one arm of the antibody; (v) dAb fragment (Ward et al.

- 6 047087 (1989), Nature, 241:544-546), состоящий из домена VH; (vi) выделенную CDR; и (vii) scFv, состоящий из двух доменов Fv-фрагмента, VL и VH, соединенных синтетическим линкером с образованием единой белковой цепи, в которой области VL и VH спариваются, образуя одновалентные молекулы. Другие формы одноцепочечных антител, такие как диатела, также охватываются термином антитело (см., например, источники Holliger et al. (1993), 90, PNAS U.S.A., 6444-6448; и Poljak et al. (1994), 2, Structure, 1121-1123).- 6 047087 (1989), Nature, 241:544-546), consisting of a VH domain; (vi) dedicated CDR; and (vii) scFv, consisting of two Fv fragment domains, VL and VH, connected by a synthetic linker to form a single protein chain in which the VL and VH regions are paired to form monovalent molecules. Other forms of single chain antibodies, such as diabodies, are also covered by the term antibody (see, for example, Holliger et al. (1993), 90, PNAS U.S.A., 6444-6448; and Poljak et al. (1994), 2, Structure, 1121-1123).

Кроме того, антитела и их антигенсвязывающие фрагменты могут быть получены с использованием стандартных технологий рекомбинантной ДНК, широко известных в данной области техники (см. источник Sambrook et al., 1989). В данной области техники также известны способы получения человеческих антител у трансгенных мышей. С использованием технологии VELOCIMMUNE® (см., например, патент США № 6596541, Regeneron Pharmaceuticals, VELOCIMMUNE®) или любого другого известного способа получения моноклональных антител, сначала выделяют высокоаффинные химерные антитела к желаемому антигену, имеющие человеческую вариабельную область и мышиную константную область. Технология VELOCIMMUNE® включает создание трансгенной мыши, геном которой содержит человеческие вариабельные области тяжелой и легкой цепи, функционально связанные с эндогенными локусами мышиной константной области, так что мышь продуцирует антитело, содержащее человеческую вариабельную область и мышиную константную область, в ответ на антигенную стимуляцию. ДНК, кодирующую вариабельные области тяжелой и легкой цепей антитела, выделяют и функционально связывают с ДНК, кодирующей человеческие константные области тяжелой и легкой цепи. Затем ДНК экспрессируют в клетке, способной экспрессировать полностью человеческое антитело.In addition, antibodies and antigen binding fragments thereof can be produced using standard recombinant DNA technologies well known in the art (Sambrook et al., 1989). Methods for producing human antibodies in transgenic mice are also known in the art. Using VELOCIMMUNE® technology (see, for example, US Pat. No. 6,596,541, Regeneron Pharmaceuticals, VELOCIMMUNE®) or any other known method for producing monoclonal antibodies, high-affinity chimeric antibodies to the desired antigen are first isolated, having a human variable region and a murine constant region. VELOCIMMUNE® technology involves the creation of a transgenic mouse whose genome contains human heavy and light chain variable regions operably linked to endogenous mouse constant region loci such that the mouse produces an antibody containing the human variable region and the mouse constant region in response to antigenic stimulation. DNA encoding the antibody heavy and light chain variable regions is isolated and operably linked to DNA encoding the human heavy and light chain constant regions. The DNA is then expressed in a cell capable of expressing a fully human antibody.

Подразумевается, что термин человеческое антитело включает антитела, имеющие вариабельные и константные области, происходящие из последовательностей иммуноглобулина зародышевой линии человека. Человеческие mAb согласно изобретению могут содержать аминокислотные остатки, не кодируемые последовательностями иммуноглобулина зародышевой линии человека (например, мутации, введенные путем случайного или сайт-специфического мутагенеза in vitro или соматической мутации in vivo), например, в CDR и, в частности, в CDR3. В то же время термин человеческое антитело в контексте настоящего изобретения не предполагает включение mAb, в которых последовательности CDR, происходящие из зародышевой линии других видов млекопитающих (например, мыши), были привиты на человеческие последовательности FR. Указанный термин включает антитела, рекомбинантно продуцированные в организме млекопитающего, не являющегося человеком, или в клетках млекопитающего, не являющегося человеком. Указанный термин не предполагает включение антител, выделенных из или полученных в организме субъекта-человека.The term human antibody is intended to include antibodies having variable and constant regions derived from human germline immunoglobulin sequences. Human mAbs of the invention may contain amino acid residues not encoded by human germline immunoglobulin sequences (eg, mutations introduced by random or site-specific mutagenesis in vitro or somatic mutation in vivo), for example, in the CDR and, in particular, in CDR3. However, the term human antibody in the context of the present invention is not intended to include mAbs in which CDR sequences derived from the germ line of other mammalian species (eg, mouse) have been grafted onto human FR sequences. The term includes antibodies produced recombinantly in the body of a non-human mammal or in the cells of a non-human mammal. The term is not intended to include antibodies isolated from or obtained from a human subject.

В контексте настоящего изобретения термин субъект относится к животному, предпочтительно млекопитающему, более предпочтительно человеку, нуждающемуся, например, в облегчении, предупреждении и/или лечении заболевания или расстройства.In the context of the present invention, the term subject refers to an animal, preferably a mammal, more preferably a human, in need, for example, of alleviating, preventing and/or treating a disease or disorder.

Посттрансляционная модификация (ПТМ) относится к ковалентной модификации белков после биосинтеза белка. Посттрансляционные модификации могут иметь место на боковых цепях аминокислот или на С- или N-концах белка. Примеры посттрансляционных модификаций антител включают дезамидирование, окисление, гликирование, образование дисульфидных связей, образование N-концевого пироглутамата, удаление C-концевого лизина и гликозилирование.Post-translational modification (PTM) refers to the covalent modification of proteins after protein biosynthesis. Post-translational modifications can occur on amino acid side chains or at the C or N termini of the protein. Examples of post-translational modifications of antibodies include deamidation, oxidation, glycation, disulfide bond formation, N-terminal pyroglutamate formation, C-terminal lysine removal, and glycosylation.

Термин тандемная массовая метка (TMT) представляет собой химическую метку, используемую для количественного определения и идентификации биологических макромолекул, таких как белки, пептиды и нуклеиновые кислоты, на основе масс-спектрометрии (МС). ТМТ принадлежит к семейству реагентов, называемых изобарическими массовыми метками. Они представляют собой альтернативу количественному определению на основе геля или антител, но также могут применяться в сочетании с этими и другими методами. Помимо помощи в количественном определении белка, метки TMT также могут повысить чувствительность обнаружения некоторых высокогидрофильных аналитов, таких как фосфопептиды, в анализах ОФ-ВЭЖХ-МС. В настоящее время коммерчески доступны шесть разновидностей ТМТ (Thermo Fisher Scientific, Алтам, Массачусетс, США): TMTzero - коровая структура без изотопного замещения; TMTduplex - изобарическая пара массовых меток с одним изотопным замещением; TMTsixplex - изобарический набор из шести массовых меток с пятью изотопными замещениями; TMT 10-plex - набор из 10 изотопных массовых меток, в которых используется репортерная область TMTsixplex, но изотоп другого элемента для создания разницы масс в 0,0063 Да, TMTpro - версия 16 plex с репортером и нормализатором массы, отличным от исходной TMT, и TMTpro Zero. Метки содержат четыре области, а именно область репортера массы (M), область расщепляемого линкера (F), область нормирования массы (N) и группу, реагирующую с белком (R). Химические структуры всех меток идентичны, но каждая из них содержит изотопы, замещающие в различных положениях, так что области репортера массы и нормирования массы имеют разные молекулярные массы в каждой метке. В совокупности области M-F-N-R меток имеют одинаковую общую молекулярную массу и структуру, поэтому при хроматографическом или электрофоретическомThe term tandem mass tag (TMT) is a chemical tag used for the quantification and identification of biological macromolecules such as proteins, peptides and nucleic acids based on mass spectrometry (MS). TMT belongs to a family of reagents called isobaric mass tags. They provide an alternative to gel- or antibody-based quantitation, but can also be used in combination with these and other methods. In addition to aiding in protein quantification, TMT tags can also improve the detection sensitivity of certain highly hydrophilic analytes, such as phosphopeptides, in RP-HPLC-MS assays. Currently, six varieties of TMT are commercially available (Thermo Fisher Scientific, Altham, MA, USA): TMTzero - core structure without isotopic substitution; TMTduplex - isobaric pair of mass markers with one isotopic substitution; TMTsixplex - isobaric set of six mass markers with five isotopic substitutions; TMT 10-plex - a set of 10 isotopic mass tags that use the TMTsixplex reporter region but an isotope of a different element to create a mass difference of 0.0063 Da, TMTpro - a 16 plex version with a reporter and mass normalizer different from the original TMT, and TMTpro Zero. The tags contain four regions, namely the mass reporter region (M), the cleavable linker region (F), the mass normalization region (N), and the protein reacting group (R). The chemical structures of all tags are identical, but each contains isotopes substituting at different positions, so that the mass reporter and mass normalization regions have different molecular masses in each tag. Collectively, the regions of the M-F-N-R labels have the same overall molecular weight and structure, so when chromatographic or electrophoretic

- 7 047087 разделении и в режиме одноступенчатой МС молекулы, меченые разными метками, неразличимы. При фрагментации в режиме МС/МС информацию о последовательности получают из фрагментации пептидного остова, и одновременно получают данные количественного определения из фрагментации меток, дающей масс-репортерные ионы.- 7 047087 separation and in one-step MS mode, molecules labeled with different labels are indistinguishable. In MS/MS fragmentation, sequence information is obtained from fragmentation of the peptide backbone, and quantitation data is simultaneously obtained from tag fragmentation yielding mass reporter ions.

В контексте настоящего изобретения термин гликопептид/гликопротеин представляет собой модифицированный пептид/белок во время или после их синтеза с ковалентно связанными углеводами или гликаном. В отдельных вариантах осуществления гликопептид получают из моноклонального антитела, например, из протеазного гидролизата моноклонального антитела.In the context of the present invention, the term glycopeptide/glycoprotein is a modified peptide/protein during or after its synthesis with covalently linked carbohydrates or glycan. In certain embodiments, the glycopeptide is derived from a monoclonal antibody, for example, from a protease digest of the monoclonal antibody.

В контексте настоящего изобретения термин гликан представляет собой соединение, содержащее одно или более сахарных звеньев, которые обычно включают глюкозу (Glc), галактозу (Gal), маннозу (Man), фукозу (Fuc), N-ацетилгалактозамин (GalNAc), N-ацетилглюкозамин (GlcNAc) и N-ацетилнейраминовую кислоту (NeuNAc) (Frank Kjeldsen et al., Anal. Chem., 2003, 75, 2355-2361). Гликановый фрагмент в гликопротеине, таком как моноклональное антитело, является важной особенностью для определения его функции или клеточной локализации. Например, определенное моноклональное антитело модифицировано определенным гликановым фрагментом.In the context of the present invention, the term glycan is a compound containing one or more sugar units, which typically include glucose (Glc), galactose (Gal), mannose (Man), fucose (Fuc), N-acetylgalactosamine (GalNAc), N-acetylglucosamine (GlcNAc) and N-acetylneuraminic acid (NeuNAc) (Frank Kjeldsen et al., Anal. Chem., 2003, 75, 2355-2361). The glycan moiety in a glycoprotein such as a monoclonal antibody is an important feature in determining its function or cellular localization. For example, a certain monoclonal antibody is modified with a certain glycan moiety.

В контексте настоящего изобретения термин образец относится к смеси молекул, которая содержит по меньшей мере молекулу анализируемого вещества, например, гликопептид, например, полученный из моноклонального антитела, который подвергается манипуляции в соответствии со способами согласно изобретению, включая, например, разделение, анализ, экстракцию, концентрирование или профилирование.In the context of the present invention, the term sample refers to a mixture of molecules that contains at least a molecule of an analyte, for example a glycopeptide, for example derived from a monoclonal antibody, which is subjected to manipulation in accordance with the methods of the invention, including, for example, separation, analysis, extraction , concentration or profiling.

В контексте настоящего изобретения термины анализ или проведение анализа используются взаимозаменяемо и относятся к любому из различных методов разделения, обнаружения, выделения, очистки, солюбилизации, обнаружения и/или получения характеристики представляющих интерес молекул (например, пептидов). Примеры включают, не ограничиваясь перечисленным, твердофазную экстракцию, твердофазную микроэкстракцию, электрофорез, масс-спектрометрию, например, ESI-МС (масс-спектрометрия с ионизацией электрораспылением), SPE HILIC (жидкостная хроматография гидрофильного взаимодействия с твердофазной экстракцией) или MALDI-MS (масс- спектрометрия с матрично-активированной лазерной десорбцией/ионизацией), жидкостную хроматографию, например, высокоэффективную, например, обращенно-фазовую, нормально-фазовую или эксклюзионную, ионпарную жидкостную хроматографию, жидкостно-жидкостную экстракцию, например, ускоренную жидкостную экстракцию, сверхкритическую флюидную экстракцию, микроволновую экстракцию, мембранную экстракцию, экстракцию в аппарате Сокслета, осаждение, осветление, электрохимическое обнаружение, окрашивание, элементный анализ, деградацию по Эдмунду, ядерный магнитный резонанс, инфракрасный спектральный анализ, проточно-инжекционный анализ, капиллярную электрохроматографию, УФ-детектирование и их комбинации.In the context of the present invention, the terms assay or assay are used interchangeably and refer to any of various methods for separating, detecting, isolating, purifying, solubilizing, detecting and/or characterizing molecules of interest (eg, peptides). Examples include, but are not limited to, solid phase extraction, solid phase microextraction, electrophoresis, mass spectrometry such as ESI-MS (electrospray ionization mass spectrometry), SPE HILIC (hydrophilic interaction liquid chromatography with solid phase extraction), or MALDI-MS (mass - matrix-assisted laser desorption/ionization spectrometry), liquid chromatography, e.g. high performance, e.g. reverse phase, normal phase or size exclusion, ion vapor liquid chromatography, liquid-liquid extraction, e.g. accelerated liquid extraction, supercritical fluid extraction, microwave extraction, membrane extraction, Soxhlet extraction, precipitation, clarification, electrochemical detection, staining, elemental analysis, Edmund degradation, nuclear magnetic resonance, infrared spectral analysis, flow injection analysis, capillary electrochromatography, UV detection and combinations thereof.

Термин профилирование в контексте настоящего изобретения относится к любому из различных методов анализа, которые используются в комбинации для определения содержания, состава или характеристического соотношения белков, таких как пептид, в образце.The term profiling in the context of the present invention refers to any of various analytical methods that are used in combination to determine the content, composition or characteristic ratio of proteins, such as a peptide, in a sample.

Приведение в контакт в контексте настоящего изобретения включает соединение по меньшей мере двух веществ в растворе или твердой фазе.Contacting in the context of the present invention involves bringing together at least two substances in solution or solid phase.

Целевая масс-спектрометрия в контексте настоящего изобретения представляет собой метод массспектрометрии, в котором используется множество стадий тандемной масс-спектрометрии (MCn с n=2 или 3) для ионов определенной массы (m/z) в определенное время. Значения m/z и времени определены в списке включения, полученном на основе предыдущего анализа.Targeted mass spectrometry in the context of the present invention is a mass spectrometry method that uses multiple tandem mass spectrometry steps (MC n with n=2 or 3) for ions of a certain mass (m/z) at a certain time. The m/z and time values are defined in the inclusion list derived from the previous analysis.

Тандемная масс-спектрометрия, также известная как МС/МС или МС2, представляет собой метод инструментального анализа, при котором два или более масс-спектрометров соединяют друг с другом с использованием дополнительной стадии реакции для увеличения их способности анализировать химические образцы. Обычно тандемную МС применяют для анализа биомолекул, таких как белки и пептиды. Молекулы отдельно взятого образца ионизируются, и первый спектрометр (обозначаемый МС1) разделяет эти ионы по их отношению массы к заряду (часто обозначаемому как m/z или m/Q). Ионы с определенным отношением m/z, поступающие из МС1, отбираются, а затем расщепляются на более мелкие фрагментные ионы, например, путем диссоциации, вызванной столкновением, ионмолекулярной реакции или фотодиссоциации. Эти фрагменты затем вводятся во второй массспектрометр (МС2), который, в свою очередь, разделяет фрагменты по их отношению m/z и осуществляет их детекцию. Стадия фрагментации позволяет идентифицировать и разделять ионы, которые имеют очень близкие отношения m/z, в обычных масс-спектрометрах.Tandem mass spectrometry, also known as MS/MS or MS2, is an instrumental analysis technique in which two or more mass spectrometers are coupled together using an additional reaction step to increase their ability to analyze chemical samples. Typically, tandem MS is used for the analysis of biomolecules such as proteins and peptides. The molecules of a single sample are ionized, and the first spectrometer (denoted MS1) separates these ions by their mass-to-charge ratio (often referred to as m/z or m/Q). Ions with a specific m/z ratio coming from MS1 are selected and then cleaved into smaller fragment ions, for example, by collision-induced dissociation, ion-molecular reaction, or photodissociation. These fragments are then introduced into a second mass spectrometer (MS2), which in turn separates the fragments by their m/z ratio and detects them. The fragmentation step allows ions that have very similar m/z ratios to be identified and separated in conventional mass spectrometers.

Общее описание.General description.

Пептидное картирование в сочетании с жидкостной хроматографией с тандемной массспектрометрией (ЖХ-МС) стало ключевым аналитическим методом для количественного определения показателей качества (например, посттрансляционных модификаций (ПТМ)) моноклональных антител во время разработки лекарственных средств. Тем не менее традиционный безметочный подход к относительному количественному определению ПТМ требует большого количества времени работыPeptide mapping coupled with liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS) has become a key analytical method for quantifying quality attributes (e.g., post-translational modifications (PTMs)) of monoclonal antibodies during drug development. However, the traditional label-free approach to relative quantification of PTMs requires a large amount of operating time.

- 8 047087 прибора для сбора данных ЖХ-МС отдельных расщепленных образцов, что ограничивает эффективность метода пептидного картирования, особенно с учетом постоянно растущей потребности в получении характеристики белков.- 8 047087 instrument for collecting LC-MS data from individual digested samples, which limits the effectiveness of the peptide mapping method, especially given the ever-increasing need for protein characterization.

Таким образом, существует потребность в способах получения характеристики белков с повышенной эффективностью. Раскрытое изобретение удовлетворяет эту потребность.Thus, there is a need for methods for characterizing proteins with increased efficiency. The disclosed invention satisfies this need.

В настоящем изобретении раскрыт новый подход, основанный на тандемной массовой метке (ТМТ), в сочетании с целевой масс-спектрометрией для мультиплексного сайт-специфического количественного определения ПТМ белков, включая моноклональные антитела. Этот новый способ основан на исследованиях, о которых сообщается в настоящем изобретении, в которых авторы изобретения неожиданно обнаружили, что этот подход позволяет проводить одновременное количественное определение показателей качества (например, ПТМ) для множества образцов в одном цикле ЖХ-МС. В частности, с использованием этого способа множество образцов расщепленных антител химически метят вариантами тандемных массовых меток, объединяют в равном объеме, а затем анализируют с использованием целевой масс-спектрометрии. Дифференцированно меченые пептиды неразличимы в полном МС спектре интактных пептидов из-за одинаковой молекулярной структуры и массы каждого варианта, но каждый меченый вариант пептида дает уникальный репортерный ион в спектре МС/МС при фрагментации внутри масс-спектрометра, таким образом, позволяя различать пептид в разных образцах и отображая содержание пептида в соответствующем образце. Относительное содержание ПТМ в каждом образце количественно определяют по площадям выбранных пиков полученного репортерного иона, генерированного из соответствующих дифференцированно меченых нативных и модифицированных пептидов в спектрах целевой МС/МС, что позволяет одновременно количественно определять множество показателей качества (например, ПТМ) для множества образцов, например, до 16-плексного определения, что обусловлено текущей способностью мультиплексирования коммерчески доступного реагента ТМТ, в одном цикле ЖХ-МС, что обеспечивает значительное сокращение времени сбора данных и варьирования результатов количественного определения ПТМ от цикла к циклу.The present invention discloses a novel approach based on tandem mass tag (TMT) coupled with targeted mass spectrometry for multiplexed site-specific quantitation of PTM proteins, including monoclonal antibodies. This new method builds on the studies reported herein, in which the inventors unexpectedly discovered that this approach allows simultaneous quantification of quality metrics (eg, PTMs) for multiple samples in a single LC-MS run. Specifically, using this method, multiple samples of digested antibodies are chemically labeled with variants of tandem mass tags, pooled in equal volume, and then analyzed using targeted mass spectrometry. Differentially labeled peptides are indistinguishable in the full MS spectrum of intact peptides due to the identical molecular structure and mass of each variant, but each labeled peptide variant produces a unique reporter ion in the MS/MS spectrum when fragmented within the mass spectrometer, thus allowing the peptide to be distinguished in different samples and displaying the peptide content of the corresponding sample. The relative abundance of PTMs in each sample is quantified from the selected peak areas of the resulting reporter ion generated from the corresponding differentially labeled native and modified peptides in the target MS/MS spectra, allowing the simultaneous quantification of multiple quality metrics (e.g., PTMs) for multiple samples, e.g. , up to 16-plex detection, driven by the current ability to multiplex the commercially available TMT reagent in a single LC-MS run, resulting in significant reductions in data acquisition time and run-to-run variation in PTM quantitation results.

В некоторых вариантах осуществления способ включает получение ТМТ-пептидов. В некоторых вариантах осуществления подготовка образца включает приведение образца в контакт с денатурирующим и восстанавливающим раствором в условиях, которые обеспечивают денатурацию и восстановление образца; приведение денатурированного и восстановленного образца в контакт с алкилирующим раствором в условиях, которые обеспечивают алкилирование образца; приведение алкилированного образца в контакт с расщепляющим раствором в условиях, которые обеспечивают расщепление образца и мечение ТМТ; и приведение расщепленного образца в контакт с гасящим раствором в условиях, которые останавливают расщепление образца. Полученные ТМТ-пептиды затем могут быть проанализированы, например, с использованием ЖХ-МС.In some embodiments, the method includes producing TMT peptides. In some embodiments, sample preparation includes contacting the sample with a denaturing and reducing solution under conditions that ensure denaturation and reduction of the sample; bringing the denatured and reduced sample into contact with the alkylating solution under conditions that ensure alkylation of the sample; bringing the alkylated sample into contact with a digestion solution under conditions that permit digestion of the sample and TMT labeling; and bringing the digested sample into contact with the quenching solution under conditions that stop the specimen from digesting. The resulting TMT peptides can then be analyzed, for example, using LC-MS.

В некоторых вариантах осуществления приведение образца в контакт с расщепляющим раствором в условиях, которые обеспечивают расщепление, включает следование стандартному протоколу расщепления, за исключением того, что его проводят в буфере, не содержащем трис-буфера, например, в натрий-фосфатном буфере (PBS), pH от 7,5 до 8. В некоторых вариантах осуществления рН раствора PBS регулируют перед добавлением реагента ТМТ в расщепляющий раствор. Наборы тандемных массовых меток (TMT) представляют собой реагенты, которые легко реагируют с пептидами (N-концом и лизином, любым основным NH2); имеют эквивалентную молекулярную массу (одинаковую массу МС1); и генерируют разные репортерные фрагментные ионы МС2 из-за распределения тяжелых атомов вокруг каждой метки. Иллюстративные ТМТ представлены на фиг. 10 и коммерчески доступны от Thermo Fisher Scientific (Уолтем, Массачусетс, США). Хотя известно, что коммерчески доступные ТМТ реагируют только с NH2-группами (N-конец, лизин), авторы настоящего изобретения обнаружили, что ТМТ также могут в значительной степени реагировать с ОН-группами (тирозин, треонин, серин). Эта реакционная способность вызывала сложности, поскольку усложняла интегрирование, расщепляя каждый пептид на множество форм, уменьшая сигнал каждого пика и приводя к избыточному мечению ТМТ. Раскрытый в настоящем изобретении способ устраняет эти ограничения путем добавления низкомолекулярной добавки в высокой концентрации (например, 100 моль низкомолекулярной добавки/моль пептида), что позволяет ТМТ по-прежнему быстро реагировать с КИ2-группами пептидов, но перенаправляет избыток ТМТ от пептидов, что позволяет большинству ТМТ-пептидов существовать в одной форме и легче интегрироваться. В некоторых примерах эта низкомолекулярная добавка представляет собой BOC-Y -OH, п-крезол, гидроксифенилуксусную кислоту (HPAA), гидроксибензойную кислоту (HBA), ацетаминофен и/или п-аминобензойную кислоту (PABA). Химические структуры этих реагентов представлены на фиг. 11. В некоторых вариантах осуществления способ включает добавление низкомолекулярной добавки к образцу гидролизата перед добавлением каждого реагента ТМТ. Каждый реагент ТМТ, такой как коммерчески доступные реагенты ТМТ от Thermo Fisher Scientific, растворяют в ACN, добавляют к каждому образцу белка и оставляют для инкубации, например, при комнатной температуре в течение 1 ч. Все реакции гасят, например гасят до рН менее 4 перед объединением в один образец, и затем оценивают с использованием ЖХ-МС. В некоторых вариантах осуществления способ включает подготовку образцаIn some embodiments, bringing the sample into contact with the digestion solution under conditions that allow digestion involves following a standard digestion protocol, except that it is carried out in a non-Tris buffer, such as sodium phosphate buffer (PBS). , pH from 7.5 to 8. In some embodiments, the pH of the PBS solution is adjusted before adding the TMT reagent to the digestion solution. Tandem mass tag (TMT) kits are reagents that readily react with peptides (N-terminus and lysine, any basic NH2); have equivalent molecular weight (same mass of MC1); and generate different MS2 reporter fragment ions due to the distribution of heavy atoms around each tag. Exemplary TMTs are shown in FIG. 10 and are commercially available from Thermo Fisher Scientific (Waltham, MA, USA). Although commercially available TMTs are known to react only with NH 2 groups (N-terminus, lysine), the present inventors have discovered that TMTs can also react significantly with OH groups (tyrosine, threonine, serine). This reactivity was challenging because it complicated integration by cleaving each peptide into multiple forms, reducing the signal of each peak, and leading to excessive TMT labeling. The method disclosed in the present invention overcomes these limitations by adding a low molecular weight additive at a high concentration (for example, 100 mol low molecular weight additive/mol peptide), which allows TMT to still react rapidly with the CI 2 groups of the peptides, but redirects excess TMT away from the peptides, which allows most TMT peptides to exist in one form and be more easily integrated. In some examples, the low molecular weight additive is BOC-Y-OH, p-cresol, hydroxyphenylacetic acid (HPAA), hydroxybenzoic acid (HBA), acetaminophen, and/or p-aminobenzoic acid (PABA). The chemical structures of these reagents are shown in Fig. 11. In some embodiments, the method includes adding a low molecular weight additive to the hydrolyzate sample before adding each TMT reagent. Each TMT reagent, such as commercially available TMT reagents from Thermo Fisher Scientific, is dissolved in ACN, added to each protein sample, and allowed to incubate, e.g., at room temperature for 1 hour. All reactions are quenched, e.g., quenched to pH less than 4 before pooled into one sample and then evaluated using LC-MS. In some embodiments, the method includes preparing a sample

- 9 047087 для ввода пробы для ЖХ и его оценку путем проведения целевой МС2.- 9 047087 for sample injection for LC and its evaluation by performing targeted MS2.

Раскрытый в настоящем изобретении способ может быть использован с пептидным картированием в восстанавливающих (% ПТМ) и невосстанавливающих (% трисульфидных связей) условиях. В различных вариантах осуществления для пептидного картирования в невосстанавливающих условиях ингибитор избыточного мечения, такой как PABA, не требуется, поскольку невосстановленные пептиды не подвержены избыточному мечению.The method disclosed in the present invention can be used with peptide mapping under reducing (% PTM) and non-reducing (% trisulfide bonds) conditions. In various embodiments, for peptide mapping under non-reducing conditions, an overlabeling inhibitor such as PABA is not required because non-reducing peptides are not subject to over-labeling.

В некоторых вариантах осуществления образец содержит пептиды. Например, образец включает пептиды с ПТМ. В некоторых вариантах осуществления пептиды представляют собой гликопептиды, такие как гликопептиды, полученные из моноклонального антитела. В некоторых вариантах осуществления моноклональное антитело относится к изотипу IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 или смешанному изотипу.In some embodiments, the sample contains peptides. For example, the sample includes peptides with PTMs. In some embodiments, the peptides are glycopeptides, such as glycopeptides derived from a monoclonal antibody. In some embodiments, the monoclonal antibody is of the IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, or mixed isotype.

В некоторых вариантах осуществления образец представляет собой моноклональное антитело, а расщепляющий раствор содержит одну или более протеаз, таких как трипсин. В некоторых примерах способ применяют для получения характеристики/анализа гликопептидов, таких как гликопептиды, полученные из моноклонального антитела, такого как антитело, которое было расщеплено одной или более протеазами. Например, способы могут применяться для характеристики гликозилирования белков, например, терапевтических препаратов моноклональных антител (mAb). В отдельных вариантах осуществления образцы на любой промежуточной стадии могут быть концентрированы, разбавлены, обессолены и т.п.In some embodiments, the sample is a monoclonal antibody and the digestion solution contains one or more proteases, such as trypsin. In some examples, the method is used to characterize/analyze glycopeptides, such as glycopeptides derived from a monoclonal antibody, such as an antibody that has been digested by one or more proteases. For example, the methods can be used to characterize the glycosylation of proteins, such as monoclonal antibody (mAb) therapeutics. In certain embodiments, samples at any intermediate stage may be concentrated, diluted, desalted, or the like.

В различных вариантах осуществления разделительная колонка представляет собой разделительную колонку для жидкостной хроматографии (ЖХ). Жидкостная хроматография, включая ВЭЖХ, может применяться для анализа пептидов, включая моноклональные антитела. Для изучения этих структур могут быть использованы различные виды жидкостной хроматографии, включая анионообменную хроматографию, обращенно-фазовую ВЭЖХ, эксклюзионную хроматографию, высокоэффективную анионообменную хроматографию и нормально-фазовую (НФ) хроматографию, включая Нф-ВэЖх (см., например, источник Alpert et al., J. Chromatogr. A, 676:191-202 (1994)). Хроматография гидрофильного взаимодействия (HILIC) представляет собой вариант НФ-ВЭЖХ, который можно проводить на частично водных подвижных фазах, что позволяет разделять пептиды, углеводы, нуклеиновые кислоты и многие белки в нормальной фазе. Порядок элюирования для HILIC представляет собой от наименее полярного до наиболее полярного, в противоположность порядку в обращенно-фазовой ВЭЖХ. ВЭЖХ может быть проведена, например, на системе ВЭЖХ от Waters (например, система ВЭЖХ Waters 2695 Alliance), Agilent, Perkin Elmer, Gilson и т.д.In various embodiments, the separation column is a liquid chromatography (LC) separation column. Liquid chromatography, including HPLC, can be used to analyze peptides, including monoclonal antibodies. Various types of liquid chromatography can be used to study these structures, including anion exchange chromatography, reverse phase HPLC, size exclusion chromatography, high performance anion exchange chromatography and normal phase (NP) chromatography, including Nf-VeLC (see, for example, Alpert et al ., J. Chromatogr. A, 676:191-202 (1994). Hydrophilic interaction chromatography (HILIC) is a variant of NF-HPLC that can be performed on partially aqueous mobile phases, allowing the separation of peptides, carbohydrates, nucleic acids and many proteins in normal phase. The elution order for HILIC is from least polar to most polar, as opposed to the order in reverse phase HPLC. HPLC can be performed, for example, on an HPLC system from Waters (eg, Waters 2695 Alliance HPLC system), Agilent, Perkin Elmer, Gilson, etc.

В некоторых вариантах осуществления анализ ЖХ-МС/МС проводят с использованием колонки ACQUITY UPLC peptide BEH C18. Температуру колонки можно поддерживать на постоянном уровне в течение всего цикла хроматографии, например, с использованием промышленного нагревателя колонки. В некоторых вариантах осуществления колонку поддерживают при температуре от приблизительно 18°C до приблизительно 70°C, например, от приблизительно 30°C до приблизительно 60°C, от приблизительно 40°C до приблизительно 50°C, например, при приблизительно 20°C, приблизительно 25°C, приблизительно 30°C, приблизительно 35°C, приблизительно 40°C, приблизительно 45°C, приблизительно 50°C, приблизительно 55°C, приблизительно 60°C, приблизительно 65°C или приблизительно 70°C. В некоторых вариантах осуществления температура колонки составляет приблизительно 40°C. В некоторых вариантах осуществления время анализа может составлять от приблизительно 15 мин до приблизительно 240 мин, например от приблизительно 20 мин до приблизительно 70 мин, от приблизительно 30 мин до приблизительно 60 мин, от приблизительно 40 мин до приблизительно 90 мин, от приблизительно 50 мин до приблизительно 100 мин, от приблизительно 60 мин до приблизительно 120 мин, от приблизительно 50 мин до приблизительно 80 мин. После ЖХ элюент затем подвергают анализу МС/МС.In some embodiments, the LC-MS/MS analysis is performed using an ACQUITY UPLC peptide BEH C18 column. The column temperature can be maintained at a constant level throughout the chromatography run, for example, by using a commercial column heater. In some embodiments, the column is maintained at a temperature of from about 18°C to about 70°C, for example, from about 30°C to about 60°C, from about 40°C to about 50°C, for example, at about 20°C , approximately 25°C, approximately 30°C, approximately 35°C, approximately 40°C, approximately 45°C, approximately 50°C, approximately 55°C, approximately 60°C, approximately 65°C or approximately 70°C . In some embodiments, the column temperature is approximately 40°C. In some embodiments, the analysis time may be from about 15 minutes to about 240 minutes, such as from about 20 minutes to about 70 minutes, from about 30 minutes to about 60 minutes, from about 40 minutes to about 90 minutes, from about 50 minutes to about 100 minutes, about 60 minutes to about 120 minutes, about 50 minutes to about 80 minutes. After LC, the eluent is then subjected to MS/MS analysis.

В некоторых вариантах осуществления, например, для целевого или нецелевого анализа ЖХ-МС/МС, аликвоту каждого образца, меченого ТМТ, разделяют на колонке ACQUITY UPLC peptide BEH C18. Затем элюент подвергают электрораспылению и анализируют с использованием гибридного масс-спектрометра Q-Exactive Plus с HCD, используемого для фрагментации пептидов в экспериментах МС/МС. Целевой список, содержащий триггерное m/z, z, целевое окно времени удерживания и энергию столкновения меченых ТМТ нативных и модифицированных пептидов, загружают в список включения, чтобы управлять анализом МС/МС предшественников, обнаруженных в обзорных сканированиях МС1. Затем определяют пептид и идентифицируют ПТМ. В некоторых вариантах осуществления процент каждой ПТМ рассчитывают с использованием площади пика на хроматограмме выбранного иона (EIC) модифицированного пептида относительно суммы площадей пиков модифицированного и нативного пептидов.In some embodiments, for example, for targeted or untargeted LC-MS/MS analysis, an aliquot of each TMT-labeled sample is separated on an ACQUITY UPLC peptide BEH C18 column. The eluent is then electrosprayed and analyzed using a Q-Exactive Plus hybrid HCD mass spectrometer used for peptide fragmentation in MS/MS experiments. A target list containing trigger m/z, z, target retention time window, and collision energy of TMT-labeled native and modified peptides is loaded into the inclusion list to drive MS/MS analysis of precursors detected in MS1 survey scans. The peptide is then determined and the PTM is identified. In some embodiments, the percentage of each PTM is calculated using the peak area in the selected ion chromatogram (EIC) of the modified peptide relative to the sum of the peak areas of the modified and native peptides.

ПримерыExamples

Следующие примеры приведены для того, чтобы предоставить специалистам в данной области техники полное раскрытие и описание того, как получать и применять способы согласно изобретению, и не предназначены для ограничения объема того, что авторы изобретения считают созданным имиThe following examples are provided to provide those skilled in the art with complete disclosure and description of how to make and use the methods of the invention and are not intended to limit the scope of what the inventors believe they have created.

- 10 047087 изобретением. Были предприняты усилия для обеспечения точности в отношении используемых числовых параметров (например, количеств, температуры и т.д.), но следует учитывать возможность некоторых погрешностей эксперимента и отклонений. Если не указано иное, части представляют собой части по массе, молекулярная масса представляет собой среднюю молекулярную массу, температура приведена в градусах Цельсия, комнатная температура составляет приблизительно 25°C, а давление равно атмосферному или близко к нему.- 10 047087 invention. Efforts have been made to ensure accuracy with respect to the numerical parameters used (e.g. quantities, temperature, etc.), but the possibility of some experimental errors and deviations should be considered. Unless otherwise noted, parts are parts by weight, molecular weight is average molecular weight, temperature is in degrees Celsius, room temperature is approximately 25°C, and pressure is at or near atmospheric pressure.

Пример 1. Материалы и реагенты.Example 1. Materials and reagents.

Все человеческие моноклональные антитела IgG1 и IgG4 (mAb-A, mAb-B, mAb-C, mAb-D и mAb-E) в этом исследовании были произведены в Regeneron (Тарритаун, Нью-Йорк). Образцы для оценки стабильности mAb-A были созданы путем инкубации контрольного образца в различных стрессовых условиях и помечены как mAb-A-S0 (контроль), mAb-A-S1 (T=45°C, t=28 дней), mAb-A-S2 (T=25°C, t=6 мес) и mAb-A-S3 (T=5°C, t=24 мес) соответственно. Образцы для оценки сопоставимости mAb-B были изготовлены на четырех различных технологических площадках и обозначены как mAb-B-P1, mAbB-P2, mAb-B-P3 и mAb-B-P4 соответственно. Трисульфидные стандарты mAb-E с различными уровнями трисульфидных связей были получены путем смешивания образца, подвергнутого воздействию H2S, и эталонного стандартного образца в различных соотношениях, и обозначены как mAb-E-TS0 (100:0), mAb-E-TS1 (75:25), mAb-E-TS2 (50:50), mAb-E-TS3 (25:75) и mAb-E-TS4 (0:100) соответственно. Пептид-Н-гликозидаза F Rapid (PNGαза F Rapid) с 5-кратным количеством буфера PNGαза F Rapid была приобретена у New England Biolabs Inc. (Ипсуич, Массачусетс). Ледяная уксусная кислота (чистота >99%), иодацетамид, одноосновный фосфат натрия, двухосновный фосфат натрия, 4-аминобензойная кислота (PABA), 4-гидроксибензойная кислота (HBA), 4-гидроксифенилуксусная кислота (HPAA) и Ы-(трет-бутоксикарбонил)-тирозин (Boc-Y) были приобретены у Sigma (Сент-Луис, Миссури, США). Трипсин и Asp-N, имеющие чистоту для секвенирования, были приобретены у Promega (Мадисон, Висконсин). Изобарические реагенты тандемные массовые метки (TMT), трис(2-карбоксиэтил)фосфин гидрохлорид (TCEP-HCl), трифторуксусная кислота (TFA, чистота для секвенирования) и ацетонитрил (Optima, чистота для ЖХ/МС) были приобретены у Thermo Fisher Scientific (Уолтем, Массачусетс). 1,0 М трис-HCl UltraPure (рН 7,5) был приобретен у Invitrogen Life Technologies (Карлсбад, Калифорния), а вода высокой чистоты была приобретена у Milli-Q system (Бедфорд, Массачусетс).All human IgG1 and IgG4 monoclonal antibodies (mAb-A, mAb-B, mAb-C, mAb-D, and mAb-E) in this study were manufactured by Regeneron (Tarrytown, NY). Samples for assessing the stability of mAb-A were created by incubating a control sample under various stress conditions and labeled as mAb-A-S0 (control), mAb-A-S1 (T=45°C, t=28 days), mAb-A -S2 (T=25°C, t=6 months) and mAb-A-S3 (T=5°C, t=24 months), respectively. The mAb-B comparability samples were manufactured at four different manufacturing sites and are designated mAb-B-P1, mAbB-P2, mAb-B-P3, and mAb-B-P4, respectively. Trisulfide mAb-E standards with varying levels of trisulfide bonds were prepared by mixing the H 2 S-exposed sample and the reference standard sample in various ratios, and are designated mAb-E-TS0 (100:0), mAb-E-TS1 ( 75:25), mAb-E-TS2 (50:50), mAb-E-TS3 (25:75) and mAb-E-TS4 (0:100), respectively. Peptide H-glycosidase F Rapid (PNGαse F Rapid) with 5 times the amount of PNGαse F Rapid buffer was purchased from New England Biolabs Inc. (Ipswich, Massachusetts). Glacial acetic acid (purity >99%), iodoacetamide, monobasic sodium phosphate, dibasic sodium phosphate, 4-aminobenzoic acid (PABA), 4-hydroxybenzoic acid (HBA), 4-hydroxyphenylacetic acid (HPAA) and N-(tert-butoxycarbonyl )-Tyrosine (Boc-Y) were purchased from Sigma (St. Louis, MO, USA). Sequencing grade trypsin and Asp-N were purchased from Promega (Madison, WI). Isobaric reagents tandem mass tags (TMT), tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride (TCEP-HCl), trifluoroacetic acid (TFA, sequencing grade), and acetonitrile (Optima, LC/MS grade) were purchased from Thermo Fisher Scientific ( Waltham, Massachusetts). 1.0 M Tris-HCl UltraPure (pH 7.5) was purchased from Invitrogen Life Technologies (Carlsbad, CA), and high purity water was purchased from Milli-Q system (Bedford, MA).

Пептидное картирование mAb в восстанавливающих условиях. Пептидное картирование в восстанавливающих условиях выполняли для количественного определения уровней ПТМ (например, циклизации N-концевого Gln/Glu, окисления Met, дезамидирования Asn, циклизации/изомеризации Asp, клиппирования C-концевого Lys, гликирования Lys и гликозилирования Fc) для образцов для определения стабильности mAb-A и образцов для определения сопоставимости mAb-B. 500 мкг каждого образца подвергали замене буфера на 5 мМ уксусной кислоты для удаления ТМТ-реактивных соединений (например, гистидина, трис-HCl), а затем денатурировали и восстанавливали в 5 мМ уксусной кислоте в присутствии 5 мМ TCEP-HCl при 80°C в течение 10 мин. После денатурации и восстановления каждый образец разводили 100 мМ PBS (pH 8,0), содержащим 8 М мочевину, и алкилировали иодацетамидом в течение 30 мин в темноте при комнатной температуре. После алкилирования каждый образец дополнительно разводили 50 мМ PBS (pH 8,0) для снижения концентрации мочевины до уровня менее 1 М. Для расщепления трипсином каждый разведенный образец инкубировали с трипсином при отношении фермента к субстрату 1:20 (мас./мас.) при 37°C в течение 4 ч. Для расщепления Asp-N каждый разведенный образец инкубировали с Asp-N при отношении фермента к субстрату 1:50 (мас./мас.) при 37°C в течение 4 ч. Чтобы получить дегликозилированный образец для количественного определения гликозилирования, аликвоту каждого образца, расщепленного трипсином, дополнительно инкубировали с PNGазой F (1 мЕд/мкг белка) в течение еще 1 ч при 37°C для удаления N-связанных гликанов на уровне пептидов. После расщепления трипсином, Asp-N или PNGазой F каждый расщепленный образец делили на две равные аликвоты. Одну аликвоту гасили добавлением 10% TFA, чтобы остановить расщепление трипсином, и подвергали онлайн-анализу методом ЖХ-МС, а другую аликвоту оставляли для последующей процедуры мечения ТМТ.Peptide mapping of mAbs under reducing conditions. Peptide mapping under reducing conditions was performed to quantify levels of PTMs (e.g., N-terminal Gln/Glu cyclization, Met oxidation, Asn deamidation, Asp cyclization/isomerization, C-terminal Lys clipping, Lys glycation, and Fc glycosylation) for samples to determine stability mAb-A and samples to determine the comparability of mAb-B. 500 μg of each sample was buffer exchanged to 5 mM acetic acid to remove TMT-reactive compounds (e.g., histidine, Tris-HCl) and then denatured and reconstituted in 5 mM acetic acid in the presence of 5 mM TCEP-HCl at 80°C in for 10 minutes. After denaturation and reduction, each sample was diluted in 100 mM PBS (pH 8.0) containing 8 M urea and alkylated with iodoacetamide for 30 min in the dark at room temperature. After alkylation, each sample was further diluted with 50 mM PBS (pH 8.0) to reduce the urea concentration to less than 1 M. For trypsin digestion, each diluted sample was incubated with trypsin at an enzyme to substrate ratio of 1:20 (w/w) at 37°C for 4 h. For Asp-N digestion, each diluted sample was incubated with Asp-N at an enzyme to substrate ratio of 1:50 (w/w) at 37°C for 4 h. To obtain a deglycosylated sample for glycosylation quantification, an aliquot of each trypsin-digested sample was further incubated with PNGase F (1 mU/μg protein) for an additional 1 h at 37°C to remove N-linked glycans at the peptide level. After digestion with trypsin, Asp-N, or PNGase F, each digested sample was divided into two equal aliquots. One aliquot was quenched with 10% TFA to stop trypsin digestion and subjected to online LC-MS analysis, while the other aliquot was retained for the subsequent TMT labeling procedure.

Триптическое пептидное картирование невосстановленных mAb. Пептидное картирование в невосстанавливающих условиях выполняли для количественного определения уровней трисульфидных связей для трисульфидных стандартов mAb-C, mAb-D и mAb-E. 500 мкг каждого образца подвергали замене буфера на 100 мМ PBS (pH 7,5) для удаления ТМТ-реактивных соединений (например, гистидина, трис-HCl), а затем денатурировали в 8 М мочевине, содержащей 1,0 мМ иодацетамида в 100 мМ PBS, pH 7,5 при 50°C в течение 10 мин в темноте. После денатурации добавляли 100 мМ PBS (рН 7,5) для разбавления концентрации мочевины в 5 раз. Каждый образец затем расщепляли трипсином при соотношении фермента к субстрату 1:20 (мас./мас.) при 37°C в течение 4 ч. После расщепления трипсином каждый расщепленный образец делили на две равные аликвоты. Одну аликвоту гасили добавлением 10% TFA, чтобы остановить расщепление трипсином, и подвергали онлайн-анализу методом ЖХ-МС, а другую аликвоту оставляли для последующей процедуры мечения ТМТ.Tryptic peptide mapping of unreduced mAbs. Peptide mapping under non-reducing conditions was performed to quantify the levels of trisulfide bonds for trisulfide standards mAb-C, mAb-D and mAb-E. 500 μg of each sample was buffer exchanged with 100 mM PBS (pH 7.5) to remove TMT-reactive compounds (e.g., histidine, Tris-HCl) and then denatured in 8 M urea containing 1.0 mM iodoacetamide at 100 mM PBS, pH 7.5 at 50°C for 10 min in the dark. After denaturation, 100 mM PBS (pH 7.5) was added to dilute the urea concentration 5-fold. Each sample was then digested with trypsin at an enzyme to substrate ratio of 1:20 (w/w) at 37°C for 4 hours. After trypsin digestion, each digested sample was divided into two equal aliquots. One aliquot was quenched with 10% TFA to stop trypsin digestion and subjected to online LC-MS analysis, while the other aliquot was retained for the subsequent TMT labeling procedure.

Мечение ТМТ восстановленных и невосстановленных гидролизатов mAb. Реагенты TMT6-plex растворяли в 41 мкл ацетонитрила в соответствии с протоколом производителя (Thermo Scientific).TMT labeling of reduced and unreduced mAb hydrolysates. TMT6-plex reagents were dissolved in 41 μL of acetonitrile according to the manufacturer's protocol (Thermo Scientific).

- 11 047087- 11 047087

Аликвоту каждого расщепленного образца (100 мкг) в экспериментах по пептидному картированию в восстанавливающих и невосстанавливающих условиях инкубировали с 41 мкл метки ТМТ, растворенной в ацетонитриле, в присутствии контролирующего избыточное мечение реагента (PABA, HBA, HPAA или Boc-Y) (100 моль реагента/моль белка) в течение 1 ч при температуре окружающей среды для мечения. Реакцию мечения останавливали добавлением 10% TFA. Меченые ТМТ гидролизаты образцов для оценки стабильности mAb-A, образцов для оценки сопоставимости mAb-B и трисульфидных стандартов mAb-E объединяли в равных количествах, соответственно, а затем подвергали анализу методом ЖХ-МС/МС.An aliquot of each digested sample (100 μg) for peptide mapping experiments under reducing and nonreducing conditions was incubated with 41 μl of TMT label dissolved in acetonitrile in the presence of an overlabeling control reagent (PABA, HBA, HPAA, or Boc-Y) (100 mol reagent /mol protein) for 1 h at ambient labeling temperature. The labeling reaction was stopped by adding 10% TFA. TMT-labeled digests of mAb-A stability samples, mAb-B comparability samples, and mAb-E trisulfide standards were pooled in equal amounts, respectively, and then subjected to LC-MS/MS analysis.

Анализ ЖХ-МС/МС. Для нецелевого анализа методом ЖХ-МС/МС аликвоту (приблизительно 8 мкг) каждого гидролизата вводили в колонку ACQUITY UPLC peptide BEH C18 (Waters, 2,1x150 мм, размер частиц 1,7 мкм, размер пор 130 А). Пептиды элюировали линейным градиентом, который увеличивался от 0,1% подвижной фазы B до 35% подвижной фазы B в течение 75 мин (подвижная фаза A: 0,05% TFA в воде; подвижная фаза B: 0,045% TFA в ацетонитриле) при скорости потока 0,25 мл/мин при температуре колонки 40°C. Затем элюент подвергали электрораспылению и анализировали с использованием гибридного масс-спектрометра Q-Exactive Plus с высокоэнергетической диссоциацией столкновением (HCD), используемого для фрагментации пептидов в экспериментах МС/МС. Прибор работал в режиме положительных ионов и был настроен на следующие параметры сбора данных: разрешение МС1=70000; цель AGC (автоматической регулировки усиления) МС1=1х106; максимальное время ввода МС1=50 мс; диапазон сканирования МС1=400-2000 m/z; разрешение МС2=17500; цель AGC МС2=1х105; максимальное время ввода=100 мс; TopN=5; окно изоляции=4,0 m/z; нормированная энергия столкновения=27; коэффициент незаполнения=10%; совпадение пептидов=предпочтительно; исключить изотопы=вкл.; динамическое исключение=10 с.LC-MS/MS analysis. For untargeted LC-MS/MS analysis, an aliquot (approximately 8 μg) of each digest was injected onto an ACQUITY UPLC peptide BEH C18 column (Waters, 2.1 x 150 mm, 1.7 μm particle size, 130 A pore size). Peptides were eluted with a linear gradient that increased from 0.1% mobile phase B to 35% mobile phase B over 75 min (mobile phase A: 0.05% TFA in water; mobile phase B: 0.045% TFA in acetonitrile) at speed flow 0.25 ml/min at column temperature 40°C. The eluent was then electrosprayed and analyzed using a Q-Exactive Plus hybrid high-energy collision dissociation (HCD) mass spectrometer used for peptide fragmentation in MS/MS experiments. The device operated in positive ion mode and was configured with the following data acquisition parameters: resolution MS1=70000; AGC (Automatic Gain Control) target MS1=1x10 6 ; maximum input time MC1=50 ms; scanning range MS1=400-2000 m/z; resolution MS2=17500; target AGC MS2=1x10 5 ; maximum input time=100 ms; TopN=5; isolation window=4.0 m/z; normalized collision energy=27; vacancy rate=10%; peptide match=preferred; exclude isotopes=on; dynamic exception=10s.

Для анализа методом целевой ЖХ-МС/МС аликвоту каждого образца, меченого ТМТ (приблизительно 8 мкг), разделяли на колонке ACQUITY UPLC peptide BEH C18 (Waters, 2,1x150 мм, размер частиц 1,7 мкм, размер пор 130 А) с более длинным линейным градиентом, который увеличивался от 0,1% подвижной фазы B до 40% подвижной фазы B в течение 150 мин (подвижная фаза A: 0,05% TFA в воде; подвижная фаза B: 0,045% TFA в ацетонитриле) при скорости потока 0,25 мл/мин при температуре колонки 40°C. Затем элюент подвергали электрораспылению и анализировали с использованием гибридного масс-спектрометра Q-Exactive Plus с HCD, используемого для фрагментации пептидов в экспериментах МС/МС. Целевой список, содержащий триггерное m/z, z, целевое окно времени удерживания и энергию столкновения меченых ТМТ нативных и модифицированных пептидов, загружали в список включения, чтобы управлять анализом МС/МС предшественников, обнаруженных в обзорных сканированиях МС1. Прибор работал в режиме положительных ионов и был настроен на следующие параметры сбора данных: разрешение МС1=17500; цель AGC МС1=1х106; максимальное время ввода МС1=50 мс; диапазон сканирования МС1=400-2000 m/z; разрешение МС2=17500; цель AGC МС2=1х105; максимальное время ввода=100 мс; фиксированная первая масса=100; окно изоляции=2,0 m/z; нормированная энергия столкновения=27-100.For targeted LC-MS/MS analysis, an aliquot of each TMT-labeled sample (approximately 8 μg) was separated on an ACQUITY UPLC peptide BEH C18 column (Waters, 2.1 x 150 mm, 1.7 μm particle size, 130 A pore size) with a longer linear gradient that increased from 0.1% mobile phase B to 40% mobile phase B over 150 min (mobile phase A: 0.05% TFA in water; mobile phase B: 0.045% TFA in acetonitrile) at speed flow 0.25 ml/min at column temperature 40°C. The eluent was then electrosprayed and analyzed using a Q-Exactive Plus hybrid HCD mass spectrometer used for peptide fragmentation in MS/MS experiments. A target list containing trigger m/z, z, target retention time window, and collision energy of TMT-labeled native and modified peptides was loaded into the inclusion list to drive MS/MS analysis of precursors detected in MS1 survey scans. The device operated in positive ion mode and was configured with the following data acquisition parameters: resolution MS1=17500; target AGC MS1=1x10 6 ; maximum input time MC1=50 ms; scanning range MS1=400-2000 m/z; resolution MS2=17500; target AGC MS2=1x10 5 ; maximum input time=100 ms; fixed first mass=100; isolation window=2.0 m/z; normalized collision energy=27-100.

Анализ данных. Определение пептидов и идентификацию ПТМ осуществляли с использованием Byonic (Protein Metrics Inc., Сан-Карлос, Калифорния; см. источник Bern et al., Curr. Protoc. Bioinformatics., 2012, 40, 13.30.1-12.20.14) и проверяли вручную. В безметочном подходе для относительного количественного определения сайт-специфических ПТМ были созданы хроматограммы выбранного иона в спектрах МС1 на основе m/z первого изотопного пика как нативного пептида, так и модифицированного пептида, и площади выбранных пиков были интегрированы с использованием skyline-daily (MacCoss Lab, Вашингтонский университет, Вашингтон; см. источник MacLean et al., Bioinformatics., 2010, 26, 966-968).Data analysis. Peptide detection and PTM identification were performed using Byonic (Protein Metrics Inc., San Carlos, CA; see Bern et al., Curr. Protoc. Bioinformatics., 2012, 40, 13.30.1-12.20.14) and verified manually. In a label-free approach for relative quantification of site-specific PTMs, selected ion chromatograms in MS1 spectra were generated based on the m/z of the first isotopic peak of both the native peptide and the modified peptide, and the areas of the selected peaks were integrated using skyline-daily (MacCoss Lab , University of Washington, Washington; see MacLean et al., Bioinformatics., 2010, 26, 966-968).

Процент каждой ПТМ рассчитывали с использованием площади пика на хроматограмме выбранного иона (EIC) модифицированного пептида относительно суммы площадей пиков модифицированного и нативного пептидов. В подходе на основе целевой МС/МС для относительного количественного определения сайт-специфических ПТМ были созданы хроматограммы выбранного иона в спектрах МС/МС на основе m/z репортерного иона как нативного пептида, так и модифицированного пептида, и площади выбранных пиков были интегрированы с использованием skyline-daily (MacCoss Lab, Вашингтонский университет, Вашингтон). Процент каждой ПТМ рассчитывали с использованием площади пика EIC репортерного иона из модифицированного пептида относительно суммы площадей пиков репортерного иона из модифицированного и нативного пептидов.The percentage of each PTM was calculated using the peak area in the selected ion chromatogram (EIC) of the modified peptide relative to the sum of the peak areas of the modified and native peptides. In a targeted MS/MS approach for relative quantification of site-specific PTMs, selected ion chromatograms in MS/MS spectra were generated based on the reporter ion m/z of both the native peptide and the modified peptide, and the areas of the selected peaks were integrated using skyline-daily (MacCoss Lab, University of Washington, Washington). The percentage of each PTM was calculated using the EIC peak area of the reporter ion from the modified peptide relative to the sum of the reporter ion peak areas from the modified and native peptides.

Пример 2. Оптимизация энергии столкновения HCD для количественного определения ПТМ.Example 2: HCD Collision Energy Optimization for PTM Quantification.

Пептиды ТМТ мечены изобарическими метками, реагирующими с аминами, которые генерируют количественную информацию при активации столкновением. Репортерные ионы ТМТ образуются в результате расщепления амидной связи за счет энергии столкновения с образованием кластера ионов между 126 и 131 m/z в области малой массы тандемных масс-спектров (Thompson et al., Anal. Chem., 2003, 75, 1895-1904). В основанном на TMT подходе для количественного определения ПТМ репортерный ион, генерированный в спектрах целевой МС/МС нативного пептида и модифицированного пептида, используется для расчета процентного содержания ПТМ. Содержание репортерного иона ТМТ,TMT peptides are labeled with isobaric amine-reactive tags that generate quantitative information upon collisional activation. TMT reporter ions are formed by cleavage of the amide bond due to collision energy to form a cluster of ions between 126 and 131 m/z in the low mass region of tandem mass spectra (Thompson et al., Anal. Chem., 2003, 75, 1895-1904 ). In the TMT-based approach for PTM quantification, the reporter ion generated in the target MS/MS spectra of the native peptide and the modified peptide is used to calculate the percentage of PTM. TMT reporter ion content,

- 12 047087 генерированного в спектрах МС/МС, коррелирует с нормированной энергией столкновения (NCE) в ячейке HCD, применяемой к меченому ТМТ пептиду. Влияние NCE (35-70) на содержание репортерного иона меченых ТМТ пептидов в mAb-A исследовали, как показано на фиг. 1A. Интенсивности репортерного иона были максимальными, когда NCE увеличивалась до 50 или 55, а затем уменьшались при дальнейшем увеличении NCE до 70. Тем не менее NCE, равная 35, имеет тенденцию давать обширную информацию о фрагментации для идентификации пептидов, а более высокая NCE дает меньше информации о фрагментации по мере увеличения NCE. Например, когда NCE была увеличена до 70, в спектрах МС/МС сохранялось лишь небольшое количество информации о фрагментации.- 12 047087 generated in the MS/MS spectra correlates with the normalized collision energy (NCE) in the HCD cell applied to the TMT-labeled peptide. The effect of NCE(35-70) on the reporter ion content of TMT-labeled peptides in mAb-A was examined as shown in FIG. 1A. Reporter ion intensities were maximum when NCE was increased to 50 or 55, and then decreased as NCE was further increased to 70. However, an NCE of 35 tends to provide extensive fragmentation information for peptide identification, and a higher NCE provides less information about fragmentation as NCE increases. For example, when NCE was increased to 70, only a small amount of fragmentation information was retained in the MS/MS spectra.

Количественное определение различных типов ПТМ в mAb-A с использованием репортерного иона, генерированного в спектрах целевой МС/МС нативных и модифицированных пептидов при различных NCE, исследовали в отношении окисления Met, дезамидирования Asn, циклизации/изомеризации Asp, клиппирования C-концевого Lys и гликозилирования Fc, и сравнивали с количественным определением ПТМ с использованием традиционного подхода, основанного на МС1. Отмечено, что не наблюдается существенной разницы в процентах различных ПТМ при NCE 35-70, и проценты ПТМ были сопоставимы с процентами, определенными с использованием традиционного подхода, когда первый изотопный пик нативного и модифицированного пептидов-предшественников в обзорных сканированиях МС1 использовались для расчета процента (см. фиг. 1B), что демонстрирует осуществимость подхода на основе целевой МС/МС для количественного определения ПТМ. Результаты также показывают, что изменяющаяся тенденция содержания репортерного иона при разных NCE одинакова для нативных и модифицированных пептидов. Чтобы максимизировать чувствительность количественного определения редко встречающихся ПТМ при сохранении удовлетворительной информации о фрагментации для подтверждения последовательности пептида была выбрана NCE 55 для количественного определения окисления Met, дезамидирования Asn, циклизации/изомеризации Asp, клиппирования C-концевого Lys и гликозилирования Fc.Quantification of different types of PTMs in mAb-A using reporter ion generated in target MS/MS spectra of native and modified peptides at different NCEs, investigated for Met oxidation, Asn deamidation, Asp cyclization/isomerization, C-terminal Lys clipping and glycosylation Fc, and compared with PTM quantification using a traditional MS1-based approach. It was noted that there was no significant difference in the percentages of different PTMs at NCE 35–70, and the percentages of PTMs were comparable to those determined using the traditional approach where the first isotopic peak of native and modified precursor peptides in MS1 survey scans was used to calculate the percentage ( see Figure 1B), demonstrating the feasibility of a targeted MS/MS approach for PTM quantification. The results also show that the changing trend of reporter ion abundance at different NCEs is similar for native and modified peptides. To maximize the sensitivity of quantifying rare PTMs while maintaining satisfactory fragmentation information for peptide sequence confirmation, NCE 55 was selected to quantify Met oxidation, Asn deamidation, Asp cyclization/isomerization, C-terminal Lys clipping, and Fc glycosylation.

Циклизация N-концевого Gln или Glu в легкой или тяжелой цепи с образованием пироглутамата (PyroE или PyroQ) является основным типом N-концевой модификации (Liu et al., mAbs, 2014, 6, 1145-1154). Однако эта модификация ингибирует реакцию реагента для мечения ТМТ с N-концевой аминогруппой путем блокирования N-конца пептида, что ограничивает возможности этого подхода мультиплексирования для количественного определения этой модификации. Чтобы преодолеть это ограничение, исследовали N-концевые пептиды из mAb-A, содержащие Gln или Glu на N-конце, а также остаток лизина на C-конце. В нативном пептиде как N-концевая аминогруппа, так и ε-аминогруппа боковой цепи лизина может быть мечена метками ТМТ, однако в модифицированном пептиде может быть мечена только ε-аминогруппа боковой цепи лизина из-за заблокированной N-концевой аминогруппы. Чтобы оценить возможность использования репортерного иона, генерированного из нативных и модифицированных пептидов, для этого количественного определения ПТМ, рассчитывали процентное содержание пироглутамата при различных NCE (27-100) и сравнивали со значением, полученным при традиционном подходе. Как показано на фиг. 2B, этот подход обеспечил наиболее сопоставимый результат при NCE 35 по сравнению с традиционным подходом (NCE 35 также для PyroQ). Сниженный процент наблюдался при более высокой и более низкой NCE, а при NCE 27 и NCE 55 процентное содержание пироглутамата составляло лишь ~50% от значения, полученного при традиционном подходе. Поэтому для количественного определения пироглутамата была выбрана NCE 35.Cyclization of N-terminal Gln or Glu in the light or heavy chain to form pyroglutamate (PyroE or PyroQ) is a major type of N-terminal modification (Liu et al., mAbs, 2014, 6, 1145-1154). However, this modification inhibits the reaction of the TMT labeling reagent with the N-terminal amino group by blocking the N-terminus of the peptide, limiting the ability of this multiplexing approach to quantify this modification. To overcome this limitation, N-terminal peptides from mAb-A containing Gln or Glu at the N-terminus as well as a lysine residue at the C-terminus were examined. In the native peptide, both the N-terminal amino group and the ε-amino group of the lysine side chain can be labeled with TMT tags, however, in the modified peptide, only the ε-amino group of the lysine side chain can be labeled due to the blocked N-terminal amino group. To evaluate the feasibility of using a reporter ion generated from native and modified peptides for this PTM quantification, the percentage of pyroglutamate at different NCEs (27–100) was calculated and compared with the value obtained from the traditional approach. As shown in FIG. 2B, this approach provided the most comparable result at NCE 35 compared to the traditional approach (NCE 35 also for PyroQ). Reduced percentages were observed at higher and lower NCEs, and at NCE 27 and NCE 55, the percentage of pyroglutamate was only ∼50% of the value obtained with the traditional approach. Therefore, NCE 35 was selected for the quantification of pyroglutamate.

Также было исследовано количественное определение гликирования Lys в mAb-B и mAb-C (с разными уровнями) с использованием репортерного иона. Гликирование - это неферментативный процесс, который может привести к модификации первичных аминов путем восстановления сахаров (например, глюкозы, фруктозы). Остатки лизина особенно восприимчивы к гликированию в белке с увеличением массы боковой цепи на 162,05 Да и создают гетерогенность заряда за счет изменения боковой цепи первичного амина с основной на нейтральную (Liu et al., mAbs, 2014, 6, 1145-1154).Quantification of Lys glycation in mAb-B and mAb-C (at different levels) using a reporter ion was also investigated. Glycation is a non-enzymatic process that can lead to the modification of primary amines by reducing sugars (eg, glucose, fructose). Lysine residues are particularly susceptible to glycation in the protein with an increase in side chain mass of 162.05 Da and create charge heterogeneity by changing the primary amine side chain from basic to neutral (Liu et al., mAbs, 2014, 6, 1145-1154).

Поскольку гликирование Lys ингибирует расщепление пептидной связи трипсином в гликированных сайтах Lys, в результате получается пептид с гликированными остатками Lys, имеющими другую длину по сравнению с пептидом, имеющим нативные остатки Lys. Поэтому для анализа продуктов гликирования в сайте Lys было проведено пептидное картирование с расщеплением Asp-N. Подобно пироглутамату N-концевого Gln/Glu, гликирование может изменять физические свойства остатка лизина, делая остаток лизина нереакционноспособным по отношению к реагенту ТМТ и, следовательно, приводя к разному количеству меток ТМТ на нативном пептиде и гликированном пептиде. Исследование влияния различных NCE (35-100) на количественное определение этой ПТМ показало, что разные проценты также были получены при разных NCE, причем более высокая NCE давала более высокий процент гликирования. Процент, сопоставимый с количественным определением при традиционном подходе, может быть достигнут при увеличении NCE до 90-100 (фиг. 2). Наблюдаемая сильная зависимость от NCE для количественного определения ПТМ пироглутамата и гликирования может быть связана с непоследовательными тенденциями изменения содержания репортерного иона с разными NCE между нативным пептидом и модифицированным пептидом. Например, содержание репортерного иона было максимальным при различных NCE 55 и 70 дляBecause Lys glycation inhibits trypsin cleavage of the peptide bond at glycated Lys sites, the result is a peptide with glycated Lys residues of a different length compared to a peptide having native Lys residues. Therefore, peptide mapping with Asp-N cleavage was performed to analyze the glycation products at the Lys site. Like the N-terminal Gln/Glu pyroglutamate, glycation can alter the physical properties of the lysine residue, rendering the lysine residue unreactive with the TMT reagent and therefore leading to different amounts of TMT marks on the native peptide and the glycated peptide. Investigation of the effect of different NCEs (35–100) on the quantification of this PTM showed that different percentages were also obtained at different NCEs, with higher NCE yielding higher glycation percentages. A percentage comparable to quantitation with the traditional approach can be achieved by increasing the NCE to 90-100 (Fig. 2). The observed strong dependence on NCE for quantification of pyroglutamate and glycation PTMs may be due to inconsistent trends in reporter ion abundance with different NCEs between the native peptide and the modified peptide. For example, the reporter ion content was maximum at different NCEs of 55 and 70 for

- 13 047087 нативного пептида и гликозилированного пептида соответственно. Таким образом, для достижения сопоставимого с традиционным подходом количественного определения была выбрана NCE 90 для количественного определения гликирования Lys. Следует отметить, что из-за отсутствия достаточной информации о фрагментации можно использовать предварительный анализ с более низким значением NCE (например, 35) для подтверждения последовательности пептида и модификации лизина.- 13 047087 native peptide and glycosylated peptide, respectively. Therefore, to achieve comparable quantification to the traditional approach, NCE 90 was selected to quantify Lys glycation. It should be noted that due to the lack of sufficient fragmentation information, a preliminary analysis with a lower NCE value (e.g., 35) can be used to confirm the peptide sequence and lysine modification.

Трисульфид также является распространенной модификацией, которая была обнаружена во всех подклассах рекомбинантных IgG. Трисульфидные связи часто присутствуют между пептидами легкой и тяжелой цепей в моноклональных антителах (Gu et al., 2010, 400, 89-98).Эта трисульфидная модификация происходит путем включения атома серы в дисульфидную связь между тяжелой и легкой цепями (Cys-S-S-Cys+H2S+[O]^Cys-S-S-S-Cys+H2O), что приводит к увеличению массы на 31,97 Да. Сообщалось, что присутствие трисульфидных связей не влияет на термическую стабильность, а также на связывание антигена и эффективность. Тем не менее уровни трисульфидных связей могут варьироваться от партии к партии и от процесса к процессу, вероятно, из-за изменений уровней следового H2S в производственных биореакторах, поэтому уровни трисульфидных связей обычно контролируют в образцах моноклональных антител во время разработки процесса культивирования клеток. Для разработки мультиплексного метода количественного определения трисульфидных связей были исследованы количественные результаты при различных NCE для моноклональных антител mAb-C (IgG1) и mAb-D (IgG4) соответственно. Интересно, что процентное содержание трисульфидных связей продемонстрировало четкую линейную зависимость от NCE как для Mab-C, так и для mAb-D, как показано на фиг. 3A и 3B. Когда NCE была увеличена до 55, % трисульфидных связей, определенный с использованием этого подхода, был сопоставим с традиционным подходом как для антител IgG1, так и для антител IgG4, и поэтому она была выбрана в качестве оптимизированной NCE для количественного определения трисульфидных связей.Trisulfide is also a common modification that has been found in all recombinant IgG subclasses. Trisulfide bonds are often present between light and heavy chain peptides in monoclonal antibodies (Gu et al., 2010, 400, 89-98). This trisulfide modification occurs by incorporating a sulfur atom into the disulfide bond between the heavy and light chains (Cys-SS-Cys +H 2 S+[O]^Cys-SSS-Cys+H 2 O), which leads to an increase in mass by 31.97 Da. The presence of trisulfide bonds has been reported to have no effect on thermal stability as well as antigen binding and potency. However, levels of trisulfide bonds can vary from batch to batch and from process to process, likely due to variations in trace H2S levels in production bioreactors, so levels of trisulfide bonds are routinely monitored in monoclonal antibody samples during cell culture process development. To develop a multiplex method for the quantification of trisulfide bonds, quantitative results at different NCEs were examined for the monoclonal antibodies mAb-C (IgG1) and mAb-D (IgG4), respectively. Interestingly, the percentage of trisulfide bonds showed a clear linear relationship with NCE for both Mab-C and mAb-D, as shown in Fig. 3A and 3B. When the NCE was increased to 55, the % trisulfide bonds determined using this approach were comparable to the conventional approach for both IgG1 and IgG4 antibodies, and therefore it was selected as the optimized NCE for trisulfide bond quantification.

Пример 3. Низкомолекулярные добавки для предотвращения избыточного мечения реагентом ТМТ.Example 3: Low molecular weight additives to prevent over-labeling with TMT reagent.

Сообщалось, что помимо N-концевой аминогруппы и ε-аминогруппы боковой цепи лизина мечение TMT боковой цепи лизина также может происходить по тирозину (Tyr), треонину (Thr) и серину (Ser) в результате нецелевой реакции с гидроксильной группой в этих аминокислотах (Zecha et al., Mol. Cell. Proteomics., 2019, 18, 1468-1478). Это избыточное мечение TMT может снизить чувствительность количественного определения ПТМ в этом подходе за счет разделения ответов нативного пептида и модифицированного пептида на множество фрагментов, меченых разными количествами метки TMT. Например, авторы изобретения наблюдали это при количественном определении ПТМ из триптического пептида (SEQ ID NO: 3, WQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQK), расположенного в консервативном домене CH3 тяжелой цепи IgG, содержащего остаток метионина, подверженный окислению. После мечения TMT наблюдалась смесь фрагментов с разными метками TMT (до 6), а также наблюдалось множество изоформ для соединений, содержащих 3, 4 и 5 меток TMT. В таблице, представленной на фиг. 9, обобщено относительное содержание фрагментов пептида WQQG (остатки 1-4 SEQ ID NO: 3) с разными метками TMT и с разными изоформами. Высокогетерогенное мечение ТМТ этого пептида распределяет общее содержание в целых 15 различных форм с относительным содержанием в диапазоне от 0,2 до 22,0%, что создает серьезную проблему для количественного определения окисления Met в этом пептиде, особенно когда уровень является низким, с использованием подхода, основанного на целевой МС/МС.It has been reported that in addition to the N-terminal amino group and ε-amino group of the lysine side chain, TMT labeling of the lysine side chain can also occur at tyrosine (Tyr), threonine (Thr) and serine (Ser) as a result of an off-target reaction with the hydroxyl group in these amino acids (Zecha et al., Mol. Cell. Proteomics., 2019, 18, 1468-1478). This excess TMT labeling may reduce the sensitivity of PTM quantification in this approach by separating the native peptide and modified peptide responses into multiple fragments labeled with different amounts of TMT tag. For example, the inventors observed this when quantifying a PTM from a tryptic peptide (SEQ ID NO: 3, WQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQK) located in the conserved CH3 domain of the IgG heavy chain containing a methionine residue susceptible to oxidation. Following TMT tagging, a mixture of fragments with different TMT tags (up to 6) was observed, and multiple isoforms were observed for compounds containing 3, 4, and 5 TMT tags. In the table presented in Fig. 9, the relative abundance of WQQG peptide fragments (residues 1-4 of SEQ ID NO: 3) with different TMT tags and with different isoforms is summarized. The highly heterogeneous TMT labeling of this peptide distributes the total abundance into as many as 15 different forms with relative abundances ranging from 0.2 to 22.0%, which poses a major challenge to quantify Met oxidation in this peptide, especially when the level is low, using the approach , based on target MS/MS.

Чтобы ингибировать избыточное мечение ТМТ, первоначально исследовали различные отношения ТМТ к белку (мас./мас.) в диапазоне от 8:1 до 1:1. Уменьшение количества реагента ТМТ может свести к минимуму избыточное мечение, однако может также увеличить недостаточное мечение пептида. Например, эффективность мечения целевых пептидов может быть снижена с более чем 90 до ~35% при изменении отношения от 8:1 до 1:1. В качестве альтернативы оценивали различные гидроксилсодержащие небольшие молекулы (PABA, HBA, HPAA и Boc-Y), введенные в гидролизаты во время мечения ТМТ, в качестве конкурирующих реагентов для этих нецелевых аминокислотных остатков, которые реагируют с избыточным количеством реагента ТМТ и препятствуют избыточному мечению. Как показано на фиг. 9, добавление этих небольших молекул действительно в определенной степени ингибировало избыточное мечение пептидов ТМТ. Для пептида WQQG (остатки 1-4 SEQ ID NO: 3), хотя фрагменты, содержащие 3 метки ТМТ, по-прежнему являются избыточно меченым продуктом, множество изоформ пептида, меченого 3 ТМТ, сводились в единую доминирующую форму, составляющую более 50% общего содержания всех фрагментов, относящихся к этому пептиду. Образование фрагментов, содержащих 5 и 6 меток ТМТ, было значительно подавлено; вместо них имело место увеличение мечения 2 и 3 ТМТ. Подобный ингибирующий эффект можно наблюдать и для другого пептида TTPP: добавление небольших молекул подавляло образование продукта, меченого 3 ТМТ, с 26 до <7%, и увеличивало ожидаемый продукт, меченый 2 ТМТ, до ~94%. Хотя все четыре небольшие молекулы продемонстрировали способность ингибировать избыточное мечение ТМТ, PABA была выбрана в качестве наиболее подходящего конкурирующего реагента, учитывая ее более высокую гидрофильность и более низкую молекулярную массу по сравнению с другими малыми молекулами, которая с меньшей вероятностью будет мешать пептидам-мишеням и вводить фоновый сигнал масс- 14 047087 спектрометрии.To inhibit TMT overlabeling, various ratios of TMT to protein (w/w) ranging from 8:1 to 1:1 were initially examined. Reducing the amount of TMT reagent can minimize overlabeling, but may also increase underlabeling of the peptide. For example, the efficiency of labeling target peptides can be reduced from more than 90 to ~35% when changing the ratio from 8:1 to 1:1. Alternatively, various hydroxyl-containing small molecules (PABA, HBA, HPAA, and Boc-Y) introduced into digests during TMT labeling were evaluated as competing reagents for these nontarget amino acid residues that react with excess TMT reagent and inhibit overlabeling. As shown in FIG. 9, the addition of these small molecules did inhibit the overlabeling of TMT peptides to a certain extent. For peptide WQQG (residues 1-4 SEQ ID NO: 3), although fragments containing 3 TMT tags are still an overlabeled product, the multiple isoforms of the 3 TMT-tagged peptide converged into a single dominant form, accounting for more than 50% of the total the content of all fragments related to this peptide. The formation of fragments containing 5 and 6 TMT tags was significantly suppressed; instead, there was an increase in TMT 2 and 3 labeling. A similar inhibitory effect could be observed for another TTPP peptide: addition of small molecules suppressed the formation of 3 TMT-labeled product from 26 to <7% and increased the expected 2 TMT-labeled product to ∼94%. Although all four small molecules demonstrated the ability to inhibit TMT overlabeling, PABA was selected as the most suitable competing reagent given its higher hydrophilicity and lower molecular weight compared to other small molecules, which is less likely to interfere with target peptides and introduce background signal mass- 14 047087 spectrometry.

Пример 4. Воспроизводимость и чувствительность мультиплексного количественного определения ПТМ с использованием TMT.Example 4: Reproducibility and sensitivity of multiplex PTM quantitation using TMT.

Чтобы оценить воспроизводимость и чувствительность этого подхода, основанного на целевой МС/МС, для количественного определения ПТМ, из каждого триптического гидролизата образца mAb-A из трех препаратов (три определения) брали аликвоты по шесть порций с известным соотношением 1:1:1:1:1:1 и 1:2:4:8:16:32, а затем метили 6-плексными метками TMT. Три объединенных образца каждом соотношении анализировали дважды (два параллельных анализа) с использованием ЖХ-МС/МС. Четыре репрезентативных ПТМ (гликозилирование Lys, дезамидирование Asn, циклизация/изомеризация Asp и окисление Met) с уровнями в диапазоне от 0,6 до 3,3% (проценты рассчитаны на основе традиционного подхода) были выбраны для оценки воспроизводимости количественного определения и чувствительности этого подхода. Интегрированные площади пиков хроматограмм выбранного репортерного иона нативных и модифицированных пептидов использовали для расчета процентного содержания четырех ПТМ в каждом канале TMT. На фиг. 4A показана оценка относительного количественного определения четырех ПТМ в mAb-E в шести каналах ТМТ при соотношении 1:1:1:1:1:1. На фиг. 4B показана оценка воспроизводимости относительного количественного определения четырех ПТМ в mAb-E в шести каналах ТМТ при соотношении 1:1:1:1:1:1.To evaluate the reproducibility and sensitivity of this targeted MS/MS approach for PTM quantification, six aliquots were taken from each tryptic digest of a mAb-A sample from three preparations (three determinations) with a known ratio of 1:1:1:1 :1:1 and 1:2:4:8:16:32 and then labeled with 6-plex TMT tags. Three pooled samples of each ratio were analyzed in duplicate (two parallel runs) using LC-MS/MS. Four representative PTMs (Lys glycosylation, Asn deamidation, Asp cyclization/isomerization, and Met oxidation) with levels ranging from 0.6 to 3.3% (percentages calculated based on the traditional approach) were selected to evaluate the quantification reproducibility and sensitivity of this approach . The integrated peak areas of the selected reporter ion chromatograms of native and modified peptides were used to calculate the percentage of four PTMs in each TMT channel. In fig. 4A shows the evaluation of the relative quantitation of four PTMs in mAb-E in six TMT channels at a ratio of 1:1:1:1:1:1. In fig. 4B shows an assessment of the reproducibility of the relative quantitation of four PTMs in mAb-E in six TMT channels at a ratio of 1:1:1:1:1:1.

На фиг. 5 показаны средние проценты и RSD четырех ПТМ, определенных количественно в шести каналах TMT при соотношении 1:2:4: 8:16:32, что соответствует количествам загружаемого образца 0,15, 0,30, 0,60, 1,2, 2,4 и 4,8 мкг соответственно. Средние проценты и относительные среднеквадратические отклонения (RSD) четырех ПТМ, определенных количественно при различных загружаемых количествах, варьировались от 0,6-0,9 до 3,3-29,0% для гликозилирования Lys, от 1,6-1,9 до 3,6-7,2% для дезамидирования Asn, от 2,4-2,6 до 3,4-7,3% для циклизации/изомеризации Asp и от 3,3-3,5 до 3,6-9,4% для окисления Met. В целом средние процентные содержания этих ПТМ, определенные количественно при различных загружаемых количествах, были сопоставимы с процентными содержаниями, рассчитанными с использованием традиционного подхода (загружаемое количество приблизительно 5,0 мкг), даже для редко встречающихся ПТМ, таких как гликозилирование Lys (приблизительно 0,6%), исследованных в этом исследовании. Хотя, когда загружаемое количество составляло 0,15 мкг, наблюдалось большое отклонение с RSD 29,0% (>15%) для количественного определения этого низкого уровня гликирования Lys, что могло быть связано с очень низким содержанием репортерного иона, генерированного из модифицированного пептида при NCE 90; все RSD количественного определения ПТМ с более высокими уровнями или более высокими загружаемыми количествами были в пределах 15%, что демонстрирует высокую чувствительность этого подхода для мультиплексного количественного определения ПТМ при таких низких уровнях, как 1,0%, когда количество загружаемого образца составляет всего приблизительно 0,15 мкг.In fig. Figure 5 shows the average percentages and RSD of four PTMs quantified in six TMT channels at a ratio of 1:2:4:8:16:32, corresponding to sample loading amounts of 0.15, 0.30, 0.60, 1.2, 2.4 and 4.8 mcg, respectively. The average percentages and relative standard deviations (RSD) of the four PTMs quantified at different loading amounts ranged from 0.6-0.9 to 3.3-29.0% for Lys glycosylation, from 1.6-1.9 to 3.6-7.2% for Asn deamidation, from 2.4-2.6 to 3.4-7.3% for Asp cyclization/isomerization and from 3.3-3.5 to 3.6-9. 4% for Met oxidation. Overall, the average percentages of these PTMs quantified at different loading amounts were comparable to those calculated using the traditional approach (loading amount approximately 5.0 μg), even for rare PTMs such as Lys glycosylation (approximately 0. 6%) examined in this study. Although, when the loading amount was 0.15 μg, a large deviation was observed with an RSD of 29.0% (>15%) to quantify this low level of Lys glycation, which could be due to the very low content of the reporter ion generated from the modified peptide at NCE 90; All RSDs of PTM quantitation with higher levels or higher loading amounts were within 15%, demonstrating the high sensitivity of this approach for multiplex PTM quantitation at levels as low as 1.0% when the sample loading amount is only approximately 0 .15 mcg.

Пример 5. Мультиплексное количественное определение ПТМ с использованием TMT для образцов для оценки стабильности mAb-A.Example 5: Multiplex PTM Quantitation Using Sample TMT to Assess mAb-A Stability.

Образцы для оценки стабильности mAb-A анализировали с использованием этого подхода, основанного на целевой МС/МС. В общей сложности четыре образца, включая контрольный образец, расщепляли трипсином в восстанавливающих условиях, а затем метили реагентами 4-plex TMT (каналы 126, 127, 128, 129, 130 и 131). Объединенный образец анализировали с использованием ЖХ-МС/МС для количественного определения ПТМ. Отдельные расщепленные образцы, не меченые ТМТ, также анализировали с использованием традиционного подхода для количественного определения ПТМ. На фиг. 6 обобщены количественные результаты мультиплексного определения ПТМ для шести образцов с использованием этого подхода, а также результаты количественного определения с использованием традиционного подхода для сравнения. При обоих подходах наблюдались сопоставимые результаты количественного определения ПТМ. Наблюдалось влияние температуры на уровни окисления при Met258 и Met434, дезамидирования при Asn390 и циклизации/изомеризации при Asp286, причем образцы, инкубированные при 45 и 25°C, демонстрировали более высокие уровни, чем контрольный образец и образец, инкубированный при 5°C. Кроме того, образец, инкубированный при 45°C в течение 28 дней, демонстрировал несколько более высокие уровни этих ПТМ, чем образец, инкубированный при 25°C в течение 6 месяцев. Не было выявлено существенной разницы в уровнях при сравнении контрольного образца с образцом, инкубированным при 5°C в течение 24 месяцев. Для окисления, дезамидирования и циклизации/изомеризации в других сайтах их уровни были сопоставимы во всех четырех образцах, независимо от условий воздействия, испытанных в этом исследовании. Это исследование конкретного случая демонстрирует возможности данного подхода для количественного определения разницы уровней ПТМ в образцах антител.Samples for mAb-A stability assessment were analyzed using this targeted MS/MS approach. A total of four samples, including a control sample, were digested with trypsin under reducing conditions and then labeled with 4-plex TMT reagents (channels 126, 127, 128, 129, 130, and 131). The pooled sample was analyzed using LC-MS/MS to quantify PTM. Individual digested samples not labeled with TMT were also analyzed using a traditional approach for PTM quantification. In fig. Figure 6 summarizes the quantitative results of multiplex PTM determination for six samples using this approach, as well as the quantification results using the traditional approach for comparison. Comparable results for PTM quantification were observed with both approaches. An effect of temperature was observed on the levels of oxidation at Met258 and Met434, deamidation at Asn390, and cyclization/isomerization at Asp286, with samples incubated at 45 and 25°C exhibiting higher levels than the control sample and the sample incubated at 5°C. In addition, the sample incubated at 45°C for 28 days exhibited slightly higher levels of these PTMs than the sample incubated at 25°C for 6 months. There was no significant difference in levels when comparing the control sample with the sample incubated at 5°C for 24 months. For oxidation, deamidation, and cyclization/isomerization at other sites, their levels were comparable in all four samples, regardless of the exposure conditions tested in this study. This case study demonstrates the potential of this approach to quantify differences in PTM levels in antibody samples.

Пример 6. Мультиплексное количественное определение ПТМ с использованием TMT для образцов для оценки сопоставимости mAb-B.Example 6: Multiplex PTM quantitation using TMT for samples to assess mAb-B comparability.

Этот пример иллюстрирует количественную оценку уровней ПТМ в образцах для оценки сопоставимости mAb-F для демонстрации сопоставимого качества моноклональных антител, произведенных на разных технологических площадках. В общей сложности четыре образца для оценкиThis example illustrates the quantification of PTM levels in samples to assess mAb-F comparability to demonstrate comparable quality of monoclonal antibodies produced at different processing sites. A total of four samples for evaluation

--

Claims (17)

сопоставимости расщепляли трипсином в восстанавливающих условиях, а затем метили реагентами 4-plex TMT (каналы 128, 129, 130 и 131). Объединенный образец анализировали с использованием ЖХ-МС/МС для количественного определения ПТМ. Отдельные расщепленные образцы, не меченые ТМТ, также анализировали с использованием традиционного подхода для количественного определения ПТМ. Количественные результаты ПТМ для четырех образцов для оценки сопоставимости, полученные с использованием обоих подходов, обобщенно представлены на фиг. 7A и 7B. Использовали два подхода для количественного определения сопоставимости процентных содержаний ПТМ, и все ПТМ, включая окисление Met, дезамидирование Asn, циклизацию и изомеризацию Asp и С-концевой лизин, продемонстрировали сопоставимые уровни в четырех образцах mAb-B, произведенных на разных технологических площадках. На фиг. 7A показаны ПТМ с уровнями >2,5%, а на фиг. 7B показаны ПТМ с уровнями <2,5%.comparators were digested with trypsin under reducing conditions and then labeled with 4-plex TMT reagents (channels 128, 129, 130, and 131). The pooled sample was analyzed using LC-MS/MS to quantify PTM. Individual digested samples not labeled with TMT were also analyzed using a traditional approach for PTM quantification. Quantitative PTM results for the four comparability samples obtained using both approaches are summarized in FIG. 7A and 7B. Two approaches were used to quantify the comparability of PTM percentages, and all PTMs, including Met oxidation, Asn deamidation, Asp cyclization and isomerization, and C-terminal lysine, showed comparable levels in four mAb-B samples produced at different processing sites. In fig. 7A shows PTMs with levels >2.5%, and FIG. 7B shows PTMs with levels <2.5%. Пример 7. Мультиплексное количественное определение ПТМ с использованием TMT для стандартных образцов для оценки трисульфидных связей mAb-E.Example 7: Multiplex PTM Quantitation Using TMT for Standard Samples to Evaluate Trisulfide Linkages of mAb-E. Были получены стандартные образцы для оценки трисульфидных связей для построения калибровочной кривой для мониторинга уровней трисульфидных связей в образцах, взятых в ходе технологического процесса, во время разработки процесса культивирования клеток. В этом примере авторы применили подход, основанный на целевой МС/МС, для количественного определения уровней трисульфидных связей в пяти стандартных образцах для оценки трисульфидных связей mAb-E, полученных путем смешивания образца, подвергнутого воздействию H2S, с эталонным стандартным образцом в различных соотношениях 100:0, 75:25, 50:50, 25:75 и 0:100 соответственно. Пять стандартных образцов для оценки трисульфидных связей расщепляли трипсином в невосстанавливающих условиях, а затем метили реагентами 5-plex TMT (каналы 126, 127, 128, 129 и 130). Объединенный образец анализировали с использованием ЖХ-МС/МС для количественного определения трисульфидных связей. Отдельные расщепленные образцы, не меченые ТМТ, также анализировали с использованием традиционного подхода для сравнения. Как показано на фиг. 8, уровни трисульфидных связей в стандартных образцах, определенные с использованием этого подхода, составили 14,9, 11,1, 7,5, 3,2 и 0,1% соответственно. Эти результаты хорошо согласовывались со значениями, рассчитанными на основе соотношений в смеси подвергнутых воздействию и эталонных стандартных образцов, а также были сопоставимы со значениями, полученными при традиционном подходе, с соответствующими уровнями трисульфидных связей, равными 15,2, 11,7, 7,8, 3,2 и 0,1% соответственно.Trisulfide bond standards were obtained to construct a calibration curve to monitor trisulfide bond levels in process samples during cell culture process development. In this example, the authors used a targeted MS/MS approach to quantify the levels of trisulfide bonds in five standard samples to evaluate the trisulfide bonds of mAb-E, prepared by mixing an H2S-exposed sample with a reference standard sample in various 100 ratios: 0, 75:25, 50:50, 25:75 and 0:100 respectively. Five standard samples for trisulfide bond assessment were digested with trypsin under non-reducing conditions and then labeled with 5-plex TMT reagents (channels 126, 127, 128, 129, and 130). The pooled sample was analyzed using LC-MS/MS to quantify trisulfide bonds. Individual digested samples not labeled with TMT were also analyzed using the traditional approach for comparison. As shown in FIG. 8, the levels of trisulfide bonds in standard samples determined using this approach were 14.9, 11.1, 7.5, 3.2 and 0.1%, respectively. These results were in good agreement with values calculated from mixture ratios of exposed and reference standards and were also comparable to values obtained from the traditional approach, with corresponding trisulfide bond levels of 15.2, 11.7, 7.8 , 3.2 and 0.1%, respectively. Раскрытый мультиплексный подход на основе TMT совместим с текущим технологическим процессом пептидного картирования для количественного определения ПТМ с минимальными изменениями в процедуре подготовки образцов, но значительно сокращает время сбора данных в массспектрометрии, особенно при анализе большого набора образцов. В настоящем изобретении показано, что, настраивая NCE от 35 до 90, можно количественно определять различные типы ПТМ с использованием репортерного иона, генерированного из нативных и модифицированных пептидов в спектрах целевой МС/МС, с достижением процентных содержаний, сопоставимых с таковыми в традиционном подходе. Показано, что этот подход обеспечивает превосходную воспроизводимость и чувствительность для количественного определения ПТМ с уровнями всего лишь 1,0% даже при небольшом количестве загружаемого образца. Функция мультиплексирования этого подхода расширяет аналитические возможности получения биофармацевтической характеристики белка на основе ЖХ-МС за счет количественного определения качественных показателей множества образцов в одном цикле ЖХ-МС, а также снижает вариабельность от цикла к циклу при количественном определении ПТМ, с которой можно столкнуться при индивидуальном анализе образцов с использованием ЖХ-МС при традиционном подходе, что повышает качество масс-спектрометрических данных для точного и воспроизводимого количественного определения ПТМ.В целом, как продемонстрировано в настоящем изобретении на примере анализа образцов моноклональных антител в исследованиях различных конкретных случаев, разработанный подход обеспечивает более эффективный способ по сравнению с традиционным подходом для лучшего удовлетворения постоянно растущих потребностей в получении характеристики моноклональных антител на разных этапах разработки лекарственных средств.The disclosed TMT-based multiplex approach is compatible with current peptide mapping workflows for PTM quantification with minimal changes to the sample preparation procedure, but significantly reduces data acquisition time in mass spectrometry, especially when analyzing a large set of samples. The present invention demonstrates that by tuning NCE from 35 to 90, it is possible to quantify different types of PTMs using reporter ion generated from native and modified peptides in target MS/MS spectra, achieving percentages comparable to those in the traditional approach. This approach has been shown to provide excellent reproducibility and sensitivity for PTM quantification with levels as low as 1.0% even with small sample loadings. The multiplexing functionality of this approach enhances the analytical capabilities of LC/MS-based biopharmaceutical protein characterization by quantifying the quality of multiple samples in a single LC/MS run, and also reduces the run-to-run variability in PTM quantification that can be encountered with individual analysis of samples using LC-MS with a traditional approach, which improves the quality of mass spectrometric data for accurate and reproducible quantification of PTMs. Overall, as demonstrated in the present invention by the example of the analysis of monoclonal antibody samples in various case studies, the developed approach provides more an effective method compared to the traditional approach to better meet the ever-increasing needs for characterization of monoclonal antibodies at different stages of drug development. Объем настоящего изобретения не ограничивается конкретными вариантами осуществления, описанными в настоящем изобретении. Действительно различные модификации данного изобретения в дополнение к описанным в настоящем изобретении будут очевидны специалистам в данной области техники из предшествующего описания и прилагаемых графических материалов. Подразумевается, что такие модификации входят в объем прилагаемой формулы изобретения.The scope of the present invention is not limited to the specific embodiments described in the present invention. Indeed, various modifications of the present invention in addition to those described herein will be apparent to those skilled in the art from the foregoing description and accompanying drawings. Such modifications are intended to be within the scope of the appended claims. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ количественного определения множества показателей качества множества образцов в одном цикле масс-спектрометрии (МС), включающий приведение двух или более образцов в контакт с расщепляющим раствором в условиях, достаточных для расщепления двух или более образцов, где каждый образец расщепляется отдельно и расщеп1. A method for quantifying multiple quality attributes of multiple samples in a single mass spectrometry (MS) run, comprising bringing two or more samples into contact with a digestion solution under conditions sufficient to digest two or more samples, wherein each sample is digested separately and digested - 16 047087 ляющий раствор представляет собой буферный раствор, не содержащий трис-буфера;- 16 047087 pouring solution is a buffer solution that does not contain Tris buffer; приведение каждого из двух или более расщепленных образцов в контакт с низкомолекулярной добавкой перед приведением каждого из двух или более расщепленных образцов в контакт со специфическим реагентом для мечения тандемной массовой меткой (ТМТ), где низкомолекулярная добавка выбрана из группы, состоящей из BOC-Y -OH, п-крезола, гидроксифенилуксусной кислоты (НРАА), гидроксибензойной кислоты (НВА), ацетаминофена и п-аминобензойной кислоты (РАВА);contacting each of the two or more digested samples with a small molecule additive before contacting each of the two or more digested samples with a specific tandem mass tag (TMT) labeling reagent, wherein the small molecule additive is selected from the group consisting of BOC-Y-OH , p-cresol, hydroxyphenylacetic acid (HPAA), hydroxybenzoic acid (HBA), acetaminophen and p-aminobenzoic acid (PABA); приведение каждого из двух или более расщепленных образцов в контакт со специфическим реагентом для мечения ТМТ в условиях, достаточных для мечения пептидов в каждом из двух или более расщепленных образцов с использованием специфического реагента для мечения ТМТ;contacting each of the two or more digested samples with a specific TMT labeling reagent under conditions sufficient to label peptides in each of the two or more digested samples using the specific TMT labeling reagent; гашение мечения пептидов в каждом из двух или более расщепленных образцов;quenching peptide labeling in each of the two or more digested samples; объединение равных объемов двух или более меченых расщепленных образцов в раствор одного объединенного образца; и анализ раствора одного объединенного образца с использованием нацеленного масс-спектрального анализа с обеспечением таким образом возможности количественного определения множества показателей качества двух или более образцов в одном цикле МС.combining equal volumes of two or more labeled digest samples into a single pooled sample solution; and analyzing a solution of one pooled sample using targeted mass spectral analysis, thereby allowing multiple quality attributes of two or more samples to be quantified in a single MS run. 2. Способ по п.1, где множество показателей качества включают посттрансляционную модификацию (ПТМ).2. The method of claim 1, wherein the plurality of quality indicators include post-translational modification (PTM). 3. Способ по п.2, где ПТМ включает одно или более из дезамидирования, окисления, гликирования, образования дисульфидных связей, образования N-концевого пироглутамата, удаления С-концевого лизина и гликозилирования.3. The method of claim 2, wherein the PTM comprises one or more of deamidation, oxidation, glycation, disulfide bond formation, N-terminal pyroglutamate formation, C-terminal lysine removal, and glycosylation. 4. Способ по п.3, где ПТМ включает гликозилирование.4. The method according to claim 3, where the PTM includes glycosylation. 5. Способ по любому из пп.2-4, где количественное определение множества показателей качества в одном цикле МС включает количественное определение ПТМ путем количественного определения относительного содержания ПТМ по площадям выбранных пиков полученного репортерного иона, генерированного в целевых масс-спектрах.5. The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the quantification of multiple quality indicators in a single MS run includes quantification of PTMs by quantifying the relative abundance of PTMs from the areas of selected peaks of the resulting reporter ion generated in the target mass spectra. 6. Способ по п.1, где низкомолекулярная добавка представляет собой РАВА.6. The method according to claim 1, where the low molecular weight additive is PABA. 7. Способ по любому из пп.1-6, где пептиды представляют собой гликопептиды.7. Method according to any one of claims 1 to 6, wherein the peptides are glycopeptides. 8. Способ по п.7, где гликопептиды получены из моноклонального антитела.8. The method of claim 7, wherein the glycopeptides are derived from a monoclonal antibody. 9. Способ по п.8, где моноклональное антитело относится к изотипу IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 или смешанному изотипу.9. The method according to claim 8, where the monoclonal antibody is of the IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 or mixed isotype. 10. Способ по любому из пп. 1-9, где два или более образцов представляют собой от 2 до 11 образцов.10. Method according to any one of paragraphs. 1-9, where two or more samples represent from 2 to 11 samples. 11. Способ по любому из пп.1-10, дополнительно включающий получение двух или более образцов для анализа.11. The method according to any one of claims 1 to 10, further comprising obtaining two or more samples for analysis. 12. Способ по любому из пп.1-11, дополнительно включающий подготовку двух или более образцов для расщепления перед приведением двух или более образцов в контакт с расщепляющим раствором в условиях, достаточных для расщепления двух или более образцов.12. The method of any one of claims 1 to 11, further comprising preparing two or more samples for digestion before contacting the two or more samples with a digestion solution under conditions sufficient to digest the two or more samples. 13. Способ по п. 12, где подготовка двух или более образцов перед расщеплением включает приведение каждого из двух или более образцов в контакт с денатурирующим и восстанавливающим раствором в условиях, которые обеспечивают денатурацию и восстановление образца; и приведение каждого из двух или более денатурированных и восстановленных образцов в контакт с алкилирующим раствором в условиях, которые обеспечивают алкилирование образца.13. The method of claim 12, wherein preparing the two or more samples prior to digestion comprises contacting each of the two or more samples with a denaturing and reducing solution under conditions that ensure denaturation and reduction of the sample; and contacting each of the two or more denatured and reduced samples with an alkylating solution under conditions that alkylate the sample. 14. Способ по любому из пп.1-13, где анализ раствора одного объединенного образца с использованием нацеленного масс-спектрального анализа включает нанесение одного объединенного образца на разделительную колонку и проведение направленного масс-спектрального анализа элюированных компонентов образца.14. The method according to any one of claims 1 to 13, wherein analyzing a solution of one pooled sample using targeted mass spectral analysis includes applying one pooled sample to a separation column and performing targeted mass spectral analysis of the eluted components of the sample. 15. Способ по п.14, где разделительная колонка представляет собой колонку для жидкостной хроматографии.15. The method of claim 14, wherein the separation column is a liquid chromatography column. 16. Способ по п.14 или 15, где проведение нацеленного масс-спектрального анализа элюированных компонентов образца включает применение ионизации электрораспылением для генерирования заряженных ионов из элюированных компонентов образца и измерение генерированных заряженных ионов.16. The method of claim 14 or 15, wherein performing targeted mass spectral analysis of eluted sample components comprises using electrospray ionization to generate charged ions from the eluted sample components and measuring the generated charged ions. 17. Способ количественного определения посттрансляционных модификаций (ПТМ) множества образцов в одном цикле масс-спектрометрии (МС), включающий приведение двух или более образцов в контакт с расщепляющим раствором в условиях, достаточных для расщепления двух или более образцов, где каждый образец расщепляется отдельно и расщепляющий раствор представляет собой буферный раствор, не содержащий трис-буфера;17. A method for quantifying post-translational modifications (PTMs) of multiple samples in a single mass spectrometry (MS) run, comprising bringing two or more samples into contact with a digestion solution under conditions sufficient to digest two or more samples, where each sample is digested separately and the digestion solution is a buffer solution containing no Tris buffer; приведение каждого из двух или более расщепленных образцов в контакт с низкомолекулярной добавкой, где низкомолекулярная добавка выбрана из группы, состоящей из BOC-Y-OH, п-крезола, гидроксифенилуксусной кислоты (НРАА), гидроксибензойной кислоты (НВА), ацетаминофена и п-аминобензойной кислоты (РАВА);contacting each of two or more digested samples with a low molecular weight additive, wherein the low molecular weight additive is selected from the group consisting of BOC-Y-OH, p-cresol, hydroxyphenylacetic acid (HPAA), hydroxybenzoic acid (HBA), acetaminophen and p-aminobenzoic acids (PABA); приведение каждого из двух или более расщепленных образцов в контакт со специфическим реагентом для мечения тандемной массовой меткой (ТМТ) в условиях, достаточных для мечения пептидов в каждом из двух или более расщепленных образцов с использованием специфического реагента для мечеbringing each of two or more digested samples into contact with a specific tandem mass tag (TMT) labeling reagent under conditions sufficient to label the peptides in each of the two or more digested samples using the specific tag reagent --
EA202292177 2020-01-27 2021-01-26 MULTIPLEX QUANTITATIVE DETERMINATION OF POST-TRANSLATIONAL MODIFICATIONS OF PROTEINS USING TANDEM MASS TAGS EA047087B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/966,151 2020-01-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA047087B1 true EA047087B1 (en) 2024-05-30

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Beck et al. Biosimilar, biobetter, and next generation antibody characterization by mass spectrometry
US20120264155A1 (en) Multiplex Quantitation of Individual Recombinant Proteins in a Mixture by Signature Peptides and Mass Spectrometry
US20090186423A1 (en) Method for Characterization of a Recombinant Polyclonal Protein
M Wooding et al. Characterization of pharmaceutical IgG and biosimilars using miniaturized platforms and LC-MS/MS
JP2023512521A (en) A Platform for Natural Liquid Chromatography Mass Spectrometry
US20230417759A1 (en) Use of Amino Acids to Enhance Signal in Mass Spectral Analyses
KR20220134585A (en) High Confidence Compound Identification by Liquid Chromatography-Mass Spectrometry
US20220177582A1 (en) Non-consensus glycosylation of bispecific antibodies
US11639939B2 (en) Tandem mass tag multiplexed quantitation of post-translational modifications of proteins
Shah et al. Characterization of charge variants, including post-translational modifications and proteoforms, of bispecific antigen-binding protein by cation-exchange chromatography coupled to native mass spectrometry
EA047087B1 (en) MULTIPLEX QUANTITATIVE DETERMINATION OF POST-TRANSLATIONAL MODIFICATIONS OF PROTEINS USING TANDEM MASS TAGS
Kim et al. Characterization of biopharmaceuticals focusing on antibody therapeutics
US12123879B2 (en) Heavy peptide approach to accurately measure unprocessed C-terminal lysine
US20210396764A1 (en) Heavy peptide approach to accurately measure unprocessed c-terminal lysine
US20240053359A1 (en) Native microfluidic ce-ms analysis of antibody charge heterogeneity
EP4402476A1 (en) Method to prevent sample preparation-induced disulfide scrambling in non-reduced peptide mapping
WO2024020199A1 (en) Native microfluidic ce-ms analysis of antibody charge heterogeneity
Rosati Qualitative and Quantitative Characterization of Therapeutic Antibodies by Native Mass Spectrometry