Development of MS based Routine Epitope Mapping Techniques

Bidragets oversatte titel: Udvikling af MS baseret rutine epitope mapping teknikker

Daniel Nyberg Larsen

Publikation: AfhandlingPh.d.-afhandling

Abstract

Proteininteraktion er en del af alle funktioner i kroppen, lige fra immunsystemet til cellens grundlæggende funktioner. Interaktionen kan studeres vha. en række forskellige teknikker, f.eks. spektroskopimetoder, ”linear epitope mapping” og massespektrometri baserede metoder. Her udnyttede vi en massespektrometrisk metode. Den anvendte epitope mapping metode er baseret på overflademærkningskonceptet, hvor hydroxylradikaler er ansvarlige for at modificere overfladen. Det analyserede protein behandles derefter alene eller sammen med et bindende protein, f.eks. et antistof. Ud fra sammenligningen mellem de to betingelser kan et bindingssted bestemmes.

Adskillige metoder, der anvender hydroxylradikaler til overflademærkningsteknikker, er tilgængelige. De er dog alle relativt dyre at anskaffe og har ikke været kommercielt tilgængelige gennem en kontraktforskningsorganisation (CRO). Vi satte os derfor for at lave en metode baseret på hydroxyl radikal protein footprinting (HRPF) ved hjælp af Fenton kemi. Målet var at udvikle en hurtig, reproducerbar og implementerbar metode, som krævede mindst mulig tid at udføre.

For at nå disse kriterier blev arbejdet fokuseret på tidligere kendte teknikker og ideer fra andre forskningsfelter samt automatisering. Derfor blev en dataproces udviklet for at opnå relativt hurtig datahåndtering og analyse. Endvidere blev der indbygget en rapportfunktion til hurtig dataanalyse, som samtidig kunne leveres til fremtidige kunder. Automatiseringen blev ikke kun udført i datahåndteringen, men også på prøveforberedelsen. Den komplette protokol blev testet på Opentrons OT2 pipetteringsrobot, for at viser et proof-of-concept. Til artiklen præsenteret i afhandlingen blev der anvendt en semi-automatiseret metode, hvor oxidationsprotokollen blev udført i OT2.

Metoden blev testet på to biologiske systemer, det murine CD163 og det receptorbindingsdomæne af SARS-CoV-2 Spike protein (RBD). Epitope mapping metode for murint CD163 viste et lovende proof-of-concept experiment, og et bindingssted blev bestemt. I artiklen blev to varianter af RBD undersøgt og viste et fælles bindingssted. Bindingsstedet for RBD Alpha og RBD Delta imod anti-RBD-antistoffer var i overensstemmelse med den kendte litteratur for neutraliserende antistoffer. Ved at introducere TMT-mærkning og ikke-bindende negative kontrolantistoffer blev 40% af de signifikant ændrede peptider udelukket, hvilket resulterede i stærkere og mere pålidelige data.

Metoden endte med at spare ~80% arbejdstimer på prøvehåndteringen og tilsvarende på datahåndteringen. Implementeringsomkostningerne for vores metode er ~80% lavere sammenlignet med andre applikationer, der bruger HRPF, f.eks. PLIMB. Samtidig har vores applikation den ekstra mulighed for fuldstændig automatisering af metoden. Yderligere optimering af protokollen kunne være fordelagtig, men proof-of-concept-metoden viste lovende resultater. Det arbejde, der præsenteres her, beviste derfor, at epitope mapping ved Fenton-kemi kunne være en brugbar metode for CRO eller antistofproducenter.
Bidragets oversatte titelUdvikling af MS baseret rutine epitope mapping teknikker
OriginalsprogEngelsk
Bevilgende institution
  • Syddansk Universitet
Vejledere/rådgivere
  • Højrup, Peter, Vejleder
  • Graversen, Jonas Heilskov, Vejleder
  • Kaczmarek, Jakub Zbigniew, Vejleder
Eksterne samarbejdspartnere
Dato for forsvar30. jan. 2024
Udgiver
DOI
StatusUdgivet - 9. jan. 2024

Note vedr. afhandling

Afhandlingen kan læses på SDUs bibliotek. 

Emneord

  • Proteinkemi
  • Epitope mapping
  • Massespektrometri

Fingeraftryk

Dyk ned i forskningsemnerne om 'Udvikling af MS baseret rutine epitope mapping teknikker'. Sammen danner de et unikt fingeraftryk.

Citationsformater