Estructura de orden superior (HOS, del inglés Higher Order Structure)

La estructura de orden superior (HOS) de proteínas incluye las estructuras tridimensionales que son necesarias para la estructura y la función.

Durante el desarrollo de proteínas para su uso como agentes biológicos, la estructura primaria (secuencia de aminoácidos) es importante para definir la actividad de las proteínas. Debido a la naturaleza compleja de los fármacos proteicos, es importante caracterizar la estructura de orden superior (HOS) de la proteína para comprender su estabilidad, plegado, estructura y actividad funcional.

La estructura de las proteínas se puede caracterizar en diferentes niveles:

  • Estructura de orden primario
    La secuencia de aminoácidos en la cadena de polipéptidos. La secuencia primaria de una proteína define su estructura y función.
  • Estructura de orden secundario
    Esto incluye las estructuras ubicadas dentro de la columna vertebral de la proteína. Los tipos de estructuras secundarias más comunes son la hélice α y la hoja plegada β, sostenida por enlaces de hidrógeno.
  • Estructura de orden terciario
    La forma tridimensional de una proteína.
  • Estructura de orden cuaternario
    Esta es la estructura de un complejo con múltiples proteínas, como un dímero o trímero.

Se refiere a estructura cuaternaria, secundaria, terciaria y secundaria como estructura de orden superior (HOS) de una proteína. El HOS es responsable del plegado correcto y la forma tridimensional de un fármaco biológico. Esto puede verse afectado por distintas formulaciones que, a su vez, pueden afectar la actividad de las proteínas. El plegado y la forma de la proteína afecta directamente en la funcionalidad del fármaco proteico.

¿Es la estructura de orden superior adecuada para mi aplicación? 

Una estructura de orden superior incorrecta también puede plantear problemas de seguridad. Si el plegado general y, por lo tanto, la forma 3D de una proteína es incorrecta, se pueden exponer los epítopos inmunogénicos y puede ocurrir la agregación de proteínas. La caracterización de las HOS es un componente fundamental del desarrollo de agentes biológicos y se debe realizar junto con el análisis funcional y la caracterización de la estructura primaria para permitir un conocimiento completo de la estructura general de proteínas.

Las HOS se caracterizan por una variedad de soluciones biofísicas, que incluyen lo siguiente:

  • Espectrometría de masas (MS, del inglés Mass Spectrometry)
  • Dicroísmo circular (CD, del inglés Circular Dichroism)
  • Espectroscopia infraroja por transformada de Fourier (FTIR, del inglés Fourier Transform Infrared Spectroscopy)
  • Espectroscopia Raman
  • Cristalografía de rayos X
  • Resonancia magnética nuclear (RMN)
  • CD de ultravioleta cercano
  • HPLC y SEC-MALS de exclusión de tamaño
  • Fluorescencia
  • Dispersión de luz estática y dinámica (SLS y DLS, del inglés Static Light Scattering y Dynamic Light Scattering)
  • Calorimetría de barrido diferencial (DSC, del inglés Differential Scanning Calorimetry)
  • Ultracentrifugación analítica (AUC, del inglés Analytical Ultracentrifugation)

Con técnicas alternativas y ortogonales, los datos de HOS se pueden utilizar para tomar decisiones sobre qué fármacos deben avanzar dentro del desarrollo, cómo formular los fármacos, o cuáles se deben utilizar como estudios de control de calidad y biocomparabilidad.

¿Qué soluciones de la estructura de orden superior (HOS) ofrece Malvern Panalytical?  

Se utilizan varios instrumentos en nuestra caja de herramientas de caracterización en la caracterización de agentes biológicos de HOS, que incluyen lo siguiente: Sistemas automatizados MicroCal PEAQ y PEAQ-DSC, la serie Zetasizer de instrumentos de dispersión de luz y OMNISEC para cromatografía de exclusión de tamaño (SEC) que incluye SEC-MALS.