バイオ医薬品研究における示差走査蛍光測定 (DSF) と示差走査熱量測定 (DSC) の選び方

タンパク質の安定性は、バイオ医薬品研究における重要なパラメーターです。近年、示差走査蛍光測定 (DSF) が製薬会社の生物物理学的ツールボックスに追加され、タンパク質の展開特性評価に使用されてきました。しかし、開発パイプラインに新しい種類の薬物が増えるにつれ、DSF技術の多様性の欠如が認識されるようになりました。製薬研究が抗体医薬品複合体、二重特異性、ヌクレオチド、mRNA脂質ナノ粒子などのバイオ分子を優先するようになると、DSFは遅れをとるようになっています。

そこで登場したのが示差走査熱量測定 (DSC)です。DSCは、タンパク質の熱安定性を測定するだけでなく、幅広い応用を持つ多モーダル技術です。さらに、タンパク質の熱安定性を測定する際にはDSFより完全な情報を提供し、意思決定を改善し、誤検知の可能性を減らすことができます。

示差走査蛍光測定 (DSF) はどのように機能するのか？

示差走査蛍光測定 (DSF) は、たんぱく質の展開に伴う蛍光の変化を検出することでタンパク質の安定性を測定する蛍光ベースの方法です。温度が上昇すると、蛍光色素が露出した疎水性領域を「タグ付け」し、展開イベントを示す信号を生成します。

これはDSFが内因性蛍光団を持つタンパク質またはタグ付けできるタンパク質に限られることを意味します。サンプルに加えられる色素を含む補助溶媒は蛍光信号に干渉し、信頼性を低下させることがあります。また、DSFは展開イベントのみを検出し、エンタルピーの変化などの他の熱力学的パラメータに関するデータを提供しません。

示差走査熱量測定の利点は何か？

示差走査熱量測定 (DSC) は、蛍光色素を必要とせず、タンパク質の展開時に吸収または放出される熱を直接測定します。これは、展開温度 (Tm) – DSF が提供する唯一のパラメータ – に加えて、エンタルピー変化 (ΔH) や熱容量 (Cp) を含む 完全な熱力学的プロファイルを提供します。

蛍光色素の除去により、DSCはタンパク質、核酸、脂質およびそれらの集合体に適用可能です。さらに、DSCは、光学的アーティファクトによる影響を受けず、タンパク質の凝集や光散乱による影響も受けません。

DSCの再現性と信頼性はDSFに匹敵し、より多様な技術です。その結果、DSC機器は非常に費用対効果が高く、将来に向けた投資となります。

タンパク質安定性測定のためのDSF対DSC

DSFはハイスループットスクリーニングと少量のサンプルを必要とするため、速度と効率が求められる初期段階の研究には実用的な選択です。しかし、蛍光ベースの測定に依存しているため、変動が導入される可能性があり、適用性が制限される可能性があります。

それに対して、DSCは包括的で非常に再現性のある熱力学データを提供し、バイオロジック製剤の開発やバイオシミラリティ評価、規制提出にとって不可欠です。光学的アーティファクトの影響を受けず、幅広いバッファーや補助溶媒と併用可能で、一貫性と信頼性のある結果を保証します。

最終的には、DSFとDSCのどちらを選ぶかは、アプリケーションの特定の要件に依存します。迅速なスクリーニングと最小限のサンプル消費が求められる場合、DSFが好まれる技術かもしれません。しかし、正確で再現性のある詳細な熱力学的洞察が必要な場合、DSCは依然として優れた方法です。

バイオ医薬品の開発において、安定性の評価は製剤選択や規制承認に影響を与えるため、DSCは依然としてゴールドスタンダードです。その精度と信頼性により、MicroCal PEAQ-DSCは、タンパク質の安定性解析に最も包括的なアプローチを求める研究者にとって比類ないツールです。

DSCに関するご質問や、MicroCal PEAQ-DSC のデモをご希望の場合はぜひ当社の専門家にお問い合わせください。

さらに読む

• ワクチン候補の選択を迅速化するDSCの役割についての3部構成のブログシリーズを読んでみてください
• ウェビナーを視聴: 示差走査熱量測定: 治療用タンパク質製品の堅牢で強力な物理的キャラクタリゼーション