Mnova BioHOS (User Manual)

Charakterizace vyšší struktury proteinů pomocí Mnova BioHOS 3.1

Význam tématu

Hodnocení vyššího uspořádání proteinů (HOS) je klíčové pro zajištění kvality a bezpečnosti monoklonálních protilátek a rekombinantních proteinů v biotechnologickém a farmaceutickém průmyslu. NMR spektroskopie umožňuje citlivé porovnání vzorků bez poškození vzorku a nabízí referenční standardizaci a mezilaboratorní porovnatelnost.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem manuálu je představit modul BioHOS 3.1 ve software Mnova pro komplexní analýzu NMR dat proteinových vzorků. Popisuje instalaci, licencování, zpracování a metody porovnání spekter včetně „fingerprint“ přístupu, ECHOS, CCSD, 1D Profile a multivariačních statistik (PCA, SIMCA, PLS).

Použitá metodika a instrumentace

V popisu metod jsou využita spektra 2D HSQC (1H-13C) a 1D 1H z moderních NMR přístrojů (Bruker, Agilent, JEOL). Základní postupy zahrnují automatickou apodizaci, fázování, korekci baselines, definici ROI pomocí „blind regions“ a „cuts“, odstraňování signálů rozpouštědel a kompresi VOI. Modul BioHOS umožňuje import zpracovaných dat, skládání (stacking) spekter, přiřazení tříd a jejich barevné odlišení pro přehlednou vizualizaci.

Hlavní výsledky a diskuse

Implementovanými nástroji lze detekovat i drobné změny HOS:

• ECHOS analyzuje bodové korelace mezi referenčním a testovaným spektrem a vypočítá korelační koeficient R, zobrazuje odchylky jako barevné mapy.
• CCSD automaticky páruje 2D piky, měří přesuny v ppm a porovnává amplitudy, poskytuje průměrné posuvné analýzy.
• 1D Profile odečítá konvoluční spektra a analyzuje „fingerprint“ rozdíly, statisticky hodnotí shodu pomocí box-whisker diagramů.
• PCA, SIMCA a PLS umožňují redukci dimenzionality, vytváření třídních modelů a predikci nových vzorků. Nabízí scores a loadings ploty, Hotellingovy elipsy, koherenčně-ploché grafy, VIP skóre a diagnostiku odlehlých vzorků.

Přínosy a praktické využití metody

BioHOS 3.1 zrychluje a zjednodušuje rutiní QC skrze automatizované porovnání HOS, poskytuje kvantitativní metriky pro monitoring šarží, podporuje validaci procesů výroby a zajišťuje konzistentní kontrolu stability proteinových léčiv.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření strojového učení pro predikci strukturálních změn, automatizace pipeline zpracování a širší standardizace ve farmaceutickém průmyslu. Integrace s cloudovými platformami a interoperabilita formátů umožní pokročilou analýzu velkých souborů NMR dat.

Závěr

MestReNova BioHOS 3.1 představuje komplexní sadu nástrojů pro spolehlivou analýzu vyšší struktury proteinů pomocí NMR, kombinující rychlé vizualizační metody a pokročilé statistické modelování pro rutinní i výzkumné aplikace.

Reference

• Kiss R et al Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 2018,147:367–377
• Brinson RG et al MAbs 2018,11(1):94–105
• Poppe L et al Anal Chem 2013,85(20):9623–9629
• Poppe L et al Anal Chem 2015,87(11):5539–5545
• Poppe L et al Anal Chem 2019,91(12):7807–7811