生物学的製剤として使用するタンパク質の開発において、一次構造(アミノ酸配列)はタンパク質の活性を定義する上で重要です。 タンパク質医薬品は複雑な性質のため、その安定性、フォールディング、構造、機能活性を理解するには、タンパク質の高次構造(HOS)を特性評価することが重要です。

タンパク質構造は、以下のようにさまざまなレベルに分類できます。

  • 一次構造
    ポリペプチド鎖内のアミノ酸配列。 タンパク質の一次配列はその構造と機能を定義します。
  • 二次構造
    タンパク質バックボーン内の局在構造が含まれます。 最も一般的なタイプの二次構造はαヘリックスとβプリーツシートで、水素結合によって保持されています。
  • 三次構造
    タンパク質の三次元形状。
  • 四次構造
    ダイマーやトライマーなど、多タンパク質複合体の構造です。

二次構造、三次構造、四次構造は、タンパク質の高次構造(HOS)と総称されることがよくあります。 HOSは生物製剤の正しいフォールディングと三次元形状に関与しています。 高次構造はさまざまな製剤によって影響を受ける可能性があり、次にタンパク質活性に影響を与える可能性があります。 タンパク質のフォールディングと形状は、タンパク質医薬品の機能に直接影響します。

高次構造が適した用途は? 

不適切な高次構造は安全性の問題を引き起こす可能性もあります。タンパク質の全体的なフォールディング、したがってタンパク質の3D形状が不適切な場合、免疫原性エピトープが露出したり、タンパク質凝集が発生する可能性があります。 HOS特性評価は生物製剤開発の重要な要素であり、タンパク質全体の構造を完全に理解できるように、機能解析や一次構造の特性評価と並行して行う必要があります。

HOSは、次のようにさまざまな生物物理学的ソリューションに特徴があります。

  • 質量分析(MS)
  • 円偏光二色性(CD)
  • フーリエ変換赤外分光法(FTIR)
  • ラマン分光法
  • X線結晶構造解析法
  • 核磁気共鳴(NMR)
  • 近紫外CD
  • サイズ排除HPLC、SEC-MALS
  • 蛍光
  • 静的/動的光散乱(SLSおよびDLS)
  • 示差走査型カロリメトリー(DSC)
  • 分析用超遠心法(AUC)

補完的な手法と直交的な手法により、HOSデータは開発中に進める医薬品、医薬品の処方方法、および/または品質管理と生体適合性研究に関する決定を行う場合に使用できます。

Malvern Panalyticalから提供している高次構造(HOS)ソリューションは?  

弊社の特性評価ツールボックスにあるいくつかの装置は、生物製剤のHOS特性評価で使用されています。これには、MicroCal PEAQ DSCおよびPEAQ-DSC自動システム、Zetasizer シリーズの光散乱装置SEC-MALSを含むサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)用のOMNISECなどがあります。

MicroCal PEAQ-DSC

MicroCal PEAQ-DSC Automated

OmniSEC

ゼータサイザーアドバンスシリーズ

MicroCal PEAQ-DSC MicroCal PEAQ-DSC Automated OmniSEC ゼータサイザーアドバンスシリーズ

最高水準の調査アプリケーション向けタンパク質安定性解析

最高水準の調節環境向けタンパク質安定性解析

世界最先端のマルチ検出器GPC/SECシステム

あらゆる用途に対応する光散乱装置

詳細 詳細 詳細 詳細
技術
示差走査型カロリメトリー(DSC)
サイズ排除クロマトグラフィー (SEC)
ゲル浸透クロマトグラフィー
動的光散乱法(DLS)
電気泳動光散乱
Non-Invasive Back-Scatter (NIBS)
Multi-Angle Dynamic Light Scattering (MADLS)
Characterization of biopharmaceutical stability with Differential Scanning Calorimetry

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