高次構造(HOS)

バイオ医薬品として用い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所的な構造が含まれます。 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
  タンパク質の立体構造。
• 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はバイオ医薬品の正しいフォールディングと立体構造に重要です。 高次構造はさまざまな製剤条件によって影響を受ける可能性があり、言い換えれば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。

高次構造評価はどのようなアプリケーションに適していますか？
 

不適切な高次構造は安全性に問題をもたら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、すなわちタンパク質の立体構造が不適切な場合、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したりする可能性があります。HOS特性評価はバイオ医薬品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把握できるように、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、以下のさまざまな生物物理学的ソリューションで評価されます。

• 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)
• Near-UV CD
• サイズ排除HPLC、SEC-MALS
• 蛍光分光法
• 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、かつオルソゴナルな手法で評価されたHOSのデータは、開発、薬剤の処方条件、品質管理、および生体適合性研究の過程で、どの薬剤を次に進めるかについての決定を行うために用いられます。

Malvern Panalyticalはどのような高次構造(HOS)ソリューションを提供していますか？ 

バイオ医薬品のHOS特性評価で使用されている弊社の装置には、MicroCal PEAQ- DSCおよびPEAQ-DSC Automated、Zetasizer シリーズの光散乱検出器、SEC-MALSを含むサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)のOMNISECなどがあります。