一个全新的本地质谱世界
如果您可以被授予一个愿望，那将为您提供一生的平滑销售蛋白质净化，成功的绑定定量和生物治疗分析的令人难以置信的见解，那将是什么？
明智的精灵可能鼓励您希望在天然质谱法（天然MS）中采用最新技术，以直接在前所未有的分辨率下直接表征大型蛋白质复合物。
在生物制药行业中，大蛋白不仅是药物的主要靶标，而且还以单克隆抗体，抗体 - 药物结合物和融合蛋白的形式用作药物本身。表征蛋白质与其他分子之间的相互作用对于理解和调节蛋白质功能，指导药物发现和发育的多个阶段至关重要。比利时罗马尼亚比分直播
在过去的二十年中，天然MS已成为一种强大的技术，并继续演变为用于分析大蛋白质复合物的复杂工具。现在，它开始引起希望利用这些能力的药物发现公司的重大关注。比利时罗马尼亚比分直播在本文中，我们分享了现代本地MS技术现在如何提供更深入，更具动态的生物学见解，并解释了为什么相应的平台是您“一个愿望”的值得选择的。
并不是那么简单：识别动力和多样性是蛋白质分析的关键
经典的结构生物学技术，例如X射线晶体学或低温电子显微镜，提供了有关蛋白质的结合和/或结构/功能方面的信息。通过将X射线结构拼凑在一起，研究人员对围绕蛋白质信号的生物学有了更好的了解。尽管这些技术正在改进，但用于实现高分辨率图像的方法掩盖了样品中的结构异质性，并且无法提供整个图像。
蛋白质通过与其他生物分子形成瞬态和稳定相互作用来调节各种关键生物系统。例如，蛋白质可以在信号级联过程中进行短暂的相互作用，或者形成多物种分子机的关键成分。这些蛋白质组件是复杂的，并在暴露于不同的物理条件（例如pH和温度）时会改变其形状和结合能力。为了捕获反映蛋白质的真实功能和状态的数据，理想情况下将在保存其折叠和结合状态的同时表征蛋白质复合物。正如我们将在本文稍后讨论的那样，这是构成最大药物靶标家族的膜蛋白分析的特殊挑战。
蛋白质与小分子之间的相互作用是阐明蛋白质功能时要考虑的重要方面，但是收集与蛋白质 - 配体结合有关的信息是具有挑战性且复杂的。借助传统的结构生物学方法，有关蛋白质 - 配体结合的重要高清细节通常会丢失，如：
- 交互可以是瞬态和动态的
- 解密脂质的确切化学身份，与蛋白质接触的代谢物和辅因子很难
- 多肽通常会发生功能改变共价修改（翻译后修饰），从而创造了其他复杂性
共价修饰可以显着影响蛋白质功能。但是，这些修饰通常在结构分析期间最小化或去除。尽管脂肪组学和代谢组学方法可用于鉴定小分子蛋白结合伴侣，但这些方法通常需要以前的配体化学知识，并且可能涉及大规模筛选或化学提取。这种干预措施切断了非共价结合伴侣与蛋白质/复合物之间的联系，要求随后确认通过与原始蛋白/复合物和推断的配体孵育来实现推断的配体。尽管这些技术取得了进步，但配体化学结构通常仍然不明显。
最近，已经开发了本机MS方法来克服这些挑战和局限性。现在可以实现蛋白质/复合物的配体结合伴侣的化学身份 - 即确定质量不仅仅是其质量 - 现在是一个可实现的目标。这是由新的MS仪器技术启用的，该技术允许观察和隔离完整的无共价结合的配体 - 蛋白质复合物，配体与蛋白质/复合物的分离（离解），然后分离和分离释放的配体，以进行结构阐明/裂解。识别一项复合实验。这对学术界和工业的许多生物学分支具有强大的影响。
制药旨在从天然质谱法获得收获的回报
在自下而上的蛋白质组学，将蛋白质消化成肽，通常通过液相色谱分离，然后再递送到质谱仪。在样品制备过程中，蛋白质是变性的，导致非共价相互作用的丧失。相反，在天然MS中，没有蛋白质消化或变性，因此保留了蛋白质的结构完整性和非共价关联，并且完整的蛋白质复合物被输送到质谱仪。这允许直接观察整个复合物，从而提供高分辨率和准确的细节，以了解复合物以及结合的内源配体或合成化合物的组成和化学计量。
在使用传统结构生物学方法（例如新颖的深入表征）时药物 - 蛋白质相互作用和核糖体粒子。如图1所示，现代天然MS技术现在提供了一种从大型蛋白质复合物中收集全面数据的方法。
在药物开发的多个阶段，本地MS越来越多地用于学术研究和生物制药行业。这并不奇怪，部分原因是高分辨率准确质量（HRAM）MS仪器，并得到了简化数据解释的软件支持，它变得更加易于访问和用户友好。在生物治疗分析过程中，必须评估和优化纯化方案，以确保以合适的产率和纯度生产蛋白质。天然MS非常适合促进该评估，因为它可以提供与不同细胞培养条件，基因表达或其他发育条件有关的变异和杂质有关的信息。例如，鉴定脂质，截断的序列变体以及蛋白质的均匀性和化学计量计，可以帮助指导纯化并使研究人员能够改善其过程。该信息还可以揭示如何在其功能状态下保留蛋白质复合物。
在药物铅选择筛查研究中，有关配体结合的定量数据非常有价值，其中表征配体与蛋白质的结合亲和力可以指导候选者的选择。在药物发现的后期阶段，本地MS可以为一比利时罗马尼亚比分直播系列生物治疗剂提供许多有价值的数据，包括：
- 治疗抗体：例如序列完整性，抗原结合活性，聚糖曲线和其他翻译后修饰的表征
- 抗体 - 药物结合物和双特异性抗体：例如药物与抗体比率，成分和共轭地点信息
天然MS为膜蛋白研究打开门
膜蛋白（例如G蛋白偶联受体（GPCR），转运蛋白和离子通道）实现了多种生物学功能，并且在制药行业中高度有价值，占当前药物靶标的50％以上。但是，由于其表达水平低和在脂质细胞膜环境之外失去结构完整性的趋势，膜蛋白的生物物理分析尤其具有挑战性。为了支持它们在膜之外的结构完整性，这些蛋白质是在亲脂环境中配制的。通常，这将发生在洗涤剂胶束中，但是蛋白质也可以在纳米散发，木薯，辅聚合物或双丝中配制。
尽管使用洗涤剂和其他稳定剂改善了蛋白质的结构完整性，但它们确实在许多生物物理技术中产生了进一步的挑战。在天然MS中，通过在质谱仪内部激活蛋白质组学复合物并从洗涤剂中释放蛋白质时，克服了这一挑战。通过这种方法，可以获得高分辨率质量测量值以阐明膜蛋白化学计量和配体结合相互作用。
最近，天然MS通过在完整蛋白质组件的环境中捕获和询问内源配体来提供独特的见解。在一项研究中Gault 等。，使用由牛津大学纺纱校大疗法开发的本机MS技术与牛津大学的Carol V.Robinsons的实验室密切合作，发现了蛋白质功能的潜在调节剂，并发现了许多结合配体的分子特征。除了蛋白质同质性和确认外，还收集了脂质类别，链长，饱和度以及肽结构和治疗结合的鉴定，以最终表征与膜波蛋白接触的功能性脂质体/代谢组，并表征与膜上的porins和线粒体易位剂接触。这是使用“天然学方法”来实现的，并通过“ OMICS”分析统一了本机MS。这种相互作用通常很难使用高分辨率的结构信息来定义，这突出了天然MS作为膜蛋白研究的强大而互补的工具。
“天然组学方法”使本地MS的应用程序增加了。它可用于定义高分辨率膜蛋白图中未知的电子密度，并发现与膜蛋白转运蛋白和受体相关的关键代谢产物，配体和辅因子的身份。在研究GPCR时，可视化和表征蛋白质激活的能力使研究人员同时得以同时：
- 识别募集的蛋白质以传输信号
- 量化化合物结合的强度
- 阐明配体结合的后果
尽管其他方法提供有关绑定或功能的信息，但本机MS将两个方面结合在高分辨率的“生物物理”工具中。
没有迹象表明本地MS开发放慢速度
展望未来，MS用户将目光投向了一些未来的目标，因为对共同化配体的更广泛的分析将始终受到那些寻求新型生物学见解的人的欢迎。GPCR的结合和功能读取的进一步发展是关键优先级，可以将其扩展到其他感兴趣的蛋白质。
通过天然MS直接从细胞环境分析蛋白质/复合物的能力将是该领域的最终分析目标。随着朝着雄心勃勃的目标取得的进展，有一套较小的技术和技术进步，可以与基于本地MS的分析进行集成并使用，例如更具自动化的液体处理能力和改进的分析软件，允许流线流线流线来简化复合物的分析。。总体而言，从样本提取，准备到数据处理和解释，科学家将继续在整个分析方案中继续解决瓶颈。
实现一个简单的愿望：宽容地分析大型蛋白质复合物
长期以来，获取有关蛋白质和内源配体之间许多分子特征以及相互作用的信息仍然遥不可及。然而，已经致力于推进天然MS技术以克服以前的蛋白质复合物分析的局限性。现代本地MS技术可以通过提供丰富且高分辨率的生物系统观点来使生物制药研究和药物发现受益，如果需要，可以随之而来的其他互补结构生物学技术。比利时罗马尼亚比分直播
现在，可以轻松地获得与膜蛋白 - 配体相互作用有关的高分辨率数据，以确定由各自相互作用介导的生理途径，从而有更好的机会找到成功的药物候选者。天然MS继续推进，在蛋白质纯化，结合定量和生物治疗表征的背景下提供价值，如果您在分析实验室中遇到精灵，或者只是向MS升级开放，则可以作为一个值得选择的选择。
文章作者：
Thermo Fisher Scientific，Pharma＆Biopharma垂直营销经理Krisztina Radi博士垂直营销经理
Omass Therapeutics首席科学官Ali Jazayeri博士
