HDX SL 530x245

Rozwiązanie HDX – wgląd w konformację struktury białka

  • Czy poszukujesz sposobu na zidentyfikowanie strukturalnych punktów krytycznych w swoim potencjalnym białku bioterapeutycznym?

  • Czy poszukujesz pomocy w zrozumieniu strukturalnych zmian konformacyjnych twojego bioterapeutycznego białka podczas formowania lub przechowywania?

  • Czy chcesz lepiej zrozumieć interakcje białko-ligand (lek/białko) i ich związek z aktywnością leku?

Rozwiązanie Bruker HDX Solution pozwala odpowiedzieć na te pytania i uzyskać wgląd w konformację struktury białka, zapewniając wiarygodne wyniki końcowe – zarówno za pierwszym i za każdym kolejnym razem.

Wyzwania rozwoju bioterapeutyków

Naukowcy zajmujący się naukami bio-farmaceutycznymi mają coraz trudniejsze zadanie pogłębiania wiedzy i zrozumienia interakcji i stresorami, takimi jak pH lub temperatura, na strukturę konformacyjną białek bioterapeutycznych. Jest to bardzo trudne zadanie i badacze często używają różnych narzędzi analitycznych do badania struktór wyższego rzędu bioterapeutyków, monitorowania interakcji białko/białko-lek i wykonywania mapowania epitopów.

W ostatnich latach Spektrometria masowa z wymianą deuter-wodór (HDX-MS) stała się wartościową techniką w arsenale dostępnych narzędzi analitycznych zapewniających wgląd w konformację struktury białka. Jednak do niedawna HDX-MS był ograniczony głównie do akademickich laboratoriów badawczych, ze względu na brak automatyzacji i ograniczone narzędzia do interpretacji danych, a także konieczność posiadania monoizotopowego przypisywania masy.

HDX zapewniające szybkie, zautomatyzowane, niezawodne, ilościowe oceny strukturalne

Rozwiązanie Bruker HDX łączy w sobie LEAP HDx PAL, z wiodącym na rynku systemem Bruker maXis II ETD oraz najnowocześniejszym oprogramowaniem Sierra Analytics (HDExaminer) do analizy uzyskanych danych. Wiodące w branży możliwości ETD systemu Bruker's maXis II ETD UHR-QTOF oferują wiodące pokrycie sekwencji dla badań typu middle-down i top-down przy zachowaniu dostępu do istniejących przebiegów pracy mapowania peptydów. Jednakże, ewolucja HDX-MS z strategii typu bottom-up opartych na trawieniu pepsyną w kierunku badań middle-down i top-down wykorzystujących siłę fragmentacji ETD może potencjalnie zrewolucjonizować sposób prowadzenia badań konformacyjnych.

Zestaw narzędzi Bruker HDX zapewnia zautomatyzowany i niezawodny przebieg pracy HDX-MS z odczytem dokładnej masy monoizotopów w celu pełnego zbadania ilościowych wyników ze stosunków H/D. Umożliwia to wiarygodny dostęp do danych strukturalnych dotyczących biomolekuł oraz z większą precyzją i pewnością.

Kliknij tu aby przejść do Szczegóły techniczne lub do Aplikacje.

HDX Solution website protein structure

Zalety łączenia zautomatyzowanego HDX z technologią UHR-QTOF MS

Key components of the robotic setuo for automatic HX MS experiments

Ze względu na wysoki poziom specyficzności i czułości osiągnięty zarówno w MS, jak i MS/MS, zastosowanie technologii Kwadrupolowej o ultra wysokiej rozdzielczości (UHR-QTOF) do charakteryzacji bioterapeutyków jest dobrze ugruntowione. Zdolność UHR-QTOF do zapewnienia dokładnego odczytu masy przy zachowaniu prawdziwych wzorów izotopowych jest niezbędna do uzyskania zgodnych, precyzyjnych wskaźników H/D umożliwiających pracownikom pewne uzyskanie ilościowych wyników z HDX-MS.

Możliwość sprzęgania dokładnych informacji o monoizotopowej masie peptydu z danymi uzyskanymi dzięki nowatorskim metodom fragmentacji, takim jak dysocjacja z przeniesieniem elektronu (ETD) na platformie UHR-QTOF, zapewnia dodatkowe spostrzeżenia. Wiemy dzięki temu nie tylko, które obszary peptydów są dotknięte perturbacją, ale możemy teraz wskazać zmiany zachodzące na poziomie pozostałości.

Jednak, aby HDX-MS był akceptowany jako rutynowa, niezawodna technologia w ramach nauk bio-farmaceutycznych, zdolność do łatwej interpretacji uzyskanych danych i automatyzacji całego eksperymentu w czasie przebiegu HDX-MS od przygotowania próbki do LC-MS jest konieczna.

Rozwiązanie Bruker HDX do zautomatyzowanej charakteryzacji konformacji

Rozwiązanie Bruker HDX kompletny zestaw narzędzi łączący LEAP HDx PAL, pompę UHPLC, Bruker maXis II ETD i oprogramowanie Sierra Analytics HDExaminer. 

Wykorzystując najbardziej zaawansowany, niezależny system (MS) HDX. Zapewniona jest również solidność i niezawodność LEAP HDx PAL, które są wbudowane w standardzie. LEAP HDx PAL automatyzuje przebieg pracy HDX, planuje i wykonuje oznaczone eksperymenty, po czym następuje hartowanie i podawanie w niskich temperaturach.

Wysokiej jakości chromatograficzne i dane MS

Representative Heat Map produced in Sierra Analytics HDExaminer software

Separacja chromatograficzna w UHPLC, po której następuje detekcja MS przy użyciu  Bruker maXis II z dokładnością masy sięgającą poziomów ppm, wysoką czułością i dokładnością izotopową gwarantuje wysoką jakość uzyskanych danych i w efekcie pewność stosunku H/D.

 

Wiodące na rynku możliwości ETD otwierają nową erę w eksperymentach HDX-MS. Zdolność do poszerzania wiedzy poprzez badanie na poziomie pozostałości, nie tylko na poziomie peptydu, potencjalnie daje dodatkową specyficzność i uwidacznia potencjalne hotspoty. Możliwe są również badania Top-down i middle-down, dostarczają danych uzupełniających do tych uzyskanych z tradycyjnych eksperymentów HDX-MS opartych na trawieniu pepsyną z badania bottom-up.

 

Wizualizacja i statystyki

Informacje i spostrzeżenia uzyskane po analizie danych mogą być wykorzystane do sondowania zmian konformacyjnych struktury białka w obecności zaburzeń.

 

The regions responsible for the changes can be readily visualized by linking to crystal structure visualization programs such as PyMol.

Crystal structure representations of the protein HtpG undergoing undergoing structural changes in the presence of ATP based on data from HDX MS experiments

Innowacyjne, inteligentne planowanie podawania próbek

Jedną z kluczowych wyzwań wprowadzenia HDX-MS w wiek automatyzacji i do bio-laboratoriów farmaceutycznych jest implementacja innowacyjnego oprogramowania do harmonogramowania. Problem ten rozwiązuje oprogramowanie Chronos, dołączone do LEAP HDx PAL.

 

Oprogramowanie to maksymalizuje wydajność chromatograficzną, a tym samym wydajność laboratoryjną przez inteligentną organizację i planowanie etapów przygotowania próbki, w tym etykietowania, inkubacji, trawienia i hartowania.

Optimised Scheduling afforded by the Chronos software provided with the LEAP H D X PAL

Najpowszechniej używane oprogramowanie do interpretacji danych HDX-MS


Zdolność do interpretowania i analizowania danych spektroskopii masowej zapewniających kompleksowy obraz zachowania wykrywania białka przez deuterację zapewnia oprogramowanie Sierra Analytics HDExaminer. Jest to najbardziej rozpowszechnione rozwiązanie otwarte dla rozwiązań innych producentów. Cechujące się wysokim stopniem funkcjonalności oraz łatwością użytkowania.

 

Obejrzyj film na temat oprogramowania Sierra Analytics HDExaminer, aby dowiedzieć się, w jaki sposób może pomóc w interpretacji wyników eksperymentów HDX-MS:

Przebieg pracy HDR

Eksperymenty HDX-MS są często serią eksperymentów przebiegających w czasie prowadzonych w co najmniej 2 różnych warunkach, np. przy 2 różnych poziomach pH lub w 2 różnych temperaturach lub z dodatkiem lub bez dodatku suplementu.

 

Po ustaleniu warunków dla serii eksperymentów, informacja jest przenoszona do oprogramowania do planowania Chronos w celu automatycznego obliczania czasu wstępnej inkubacji, znakowania, hartowania, trawienia i rozdziału.

Flowchart representing the tasks performed automatically by the HDX Solution

Po skonfigurowaniu finalnym i rozpoczęciu akwizycji system automatycznie przygotowuje, i analizuje wszystkie próbki z serii. Po zebraniu danych spektrometrii masowej, dane są przesyłane do oprogramowania HDExaminer w celu obliczenia stosunków H/D, generowania wykresów wychwytu deuteracji i produkcji map cieplnych. Dane te można następnie wyeksportować do programu generacji struktury krystalicznej 3D, takiego jak PyMol, do trójwymiarowej wizualizacji regionów dotkniętych analizowaną zmianą.
 

Przebieg pracy rozwiązania HDX (kliknij, aby powiększyć):

HDX Solution workflow1
HDX Solution workflow2

Usługi Bruker Daltonics są wykonywane przez wyszkolonych i certyfikowanych inżynierów. Spełnia Spełnione są wymagania DIN EN ISO 9001: 2000

Dostępne usługi obejmują:

  • Telefoniczne wsparcie zapewnia szybszy dostęp do naszego zespołu technicznego, do zlecenia serwisowego, działań następczych i ogólnych informacji
  • Planowana konserwacja zgodnie z wymaganiami
  • Wsparcie telefoniczne od wysoko wykwalifikowanych specjalistów zajmujących się rozwiązywaniem problemów, w celu odizolowania i rozwiązania problemów związanych z oprogramowaniem jak i sprzętem
  • Zdalna obsługa narzędzi internetowych do diagnozy serwisowej i obsługi aplikacji
  • Serwis naprawczy i konserwacji na miejscu u Klienta
  • Dostępność części zamiennych w ciągu 24 godzin lub w ciągu kilku dni roboczych na całym świecie
  • Usługi zgodności w zakresie kwalifikacji instalacji, weryfikacji kwalifikacji operacyjnych / wydajności
  • Planowanie laboratorium i delokalizacja
  • Doradztwo w celu poprawy wydajności laboratoriów (materiały zużywalne, opracowanie metod i obsługa kompleksowych rozwiązań