Échange hydrogène-deutérium – Spectrométrie de masse

Échange hydrogène-deutérium – Spectrométrie de masse

Transformez vos processus manuels d’échange hydrogène-deutérium (HDX) en une solution automatique simple grâce à Waters. Découvrez comment les récentes avancées en matière de LC/MS, d’automatisation et de technologies informatiques ont transformé la technique HDX/MS en un outil robuste pour l’étude de la structure des protéines.

Transformez vos processus manuels d’échange hydrogène-deutérium (HDX) en une solution automatique simple grâce à Waters. Découvrez comment les récentes avancées en matière de LC/MS, d’automatisation et de technologies informatiques ont transformé la technique HDX/MS en un outil robuste pour l’étude de la structure des protéines.

Structure protéique en 3D
Protein structure 3D

Présentation

En partenariat avec Trajan, Waters a entièrement intégré et automatisé un processus analytique jusqu’alors très manuel grâce à son système HDX/MS, qui utilise des séparations UPLC haute pression à nano- ou micro-débit, la robotique pour la manipulation des échantillons et la spectrométrie de masse à mobilité ionique haute résolution pour une analyse approfondie des structures protéiques, notamment :

  • Cartographie d’épitopes 
  • Liaison protéine-médicament 
  • Interactions protéine-protéine
  • Agrégation
  • Effets de la migration sur la conformation et la dynamique des protéines
  • Changements conformationnels dus aux formulations et tests de stabilité

Waters propose une solution complète pour les études HDX/MS qui combine notre système ACQUITY UPLC M-Class doté de la technologie HDX, un spectromètre de masse Waters tel que le SELECT SERIES Cyclic IMS, la robotique de Trajan et le logiciel DynamX, spécialisé dans les applications HDX.



Principes de l’échange hydrogène-deutérium

Principes de l’échange hydrogène-deutérium

La spectrométrie de masse à échange hydrogène-deutérium (HDX) est utilisée dans de nombreuses applications, notamment pour comprendre la manière dont les petites molécules thérapeutiques se lient aux cibles protéiques et pour établir une cartographie des épitopes. Cette technologie consiste à remplacer l’hydrogène des amides du squelette d’une biomolécule par du deutérium contenu dans une solution, puis à mesurer ces changements par spectrométrie de masse.

La vitesse à laquelle l’hydrogène amide du squelette d’une biomolécule est remplacé par le deutérium en solution varie en fonction de la conformation de la biomolécule. La spectrométrie de masse permet de mesurer ces changements et d’en déduire le degré d’activité au niveau de plusieurs sites. Ces sites peuvent ensuite être identifiés et mis en correspondance avec la séquence primaire afin de faciliter la visualisation et obtenir des informations sur la structure de la protéine. La dynamique et le repliement relatif peuvent être déterminés à partir des taux d’absorption observés à différents endroits.

Des jeux de données complets pour tous les peptides

Des jeux de données complets pour tous les peptides

Grâce à l’UPLC/MSE, votre laboratoire peut générer un jeu de données complet, en mesurant tous les peptides sans être biaisé par l’intensité du signal. Cette caractéristique est particulièrement importante pour les études HDX, où des peptides de faible intensité peuvent apporter des informations essentielles.

La technique HDX/MS ouvre de nouvelles perspectives sur la dynamique des biomolécules en fournissant des informations sur l’absorption relative du deutérium dans différentes conformations d’une protéine ou à différents endroits d’une protéine. De récentes avancées ont rendu cette technique plus accessible pour étudier la dynamique de la structure d’ordre supérieur des produits biothérapeutiques. Le secteur et la réglementation se tournent de plus en plus vers la conformation et les relations entre les biomolécules, faisant de l’HDX un outil essentiel rapidement adopté dans de nouveaux domaines de l’analyse biothérapeutique.


Caractérisation des médicaments biosimilaires

Découvrez comment les technologies LC/MS de Waters aident les développeurs de produits biosimilaires à mieux comprendre la structure et la variation de leur produit innovant afin de définir les caractéristiques de ses médicaments biosimilaires.

Découvrez comment les technologies LC/MS de Waters aident les développeurs de produits biosimilaires à mieux comprendre la structure et la variation de leur produit innovant afin de définir les caractéristiques de ses médicaments biosimilaires.


Protéine MAP kinase p38, structure chimique

Solutions


Quantifiez les changements de conformation des protéines en toute confiance

Quantifiez les changements de conformation des protéines en toute confiance

Optez pour le système ACQUITY UPLC M-Class avec technologie HDX et identifiez avec certitude les changements de conformation des protéines grâce à des séparations UPLC et à la spectrométrie de masse haute résolution (HRMS).

  • Structural Biology

Couverture complète pour une caractérisation fiable

Couverture complète pour une caractérisation fiable

Avec le spectromètre de masse Xevo G3 Q-Tof, maximisez les informations sur les échantillons pour vos analytes et ayez une confiance totale dans vos résultats, depuis la caractérisation détaillée jusqu’à la quantification exacte.

 

  • Structural Biology

Puissance ultime, performance ultime. Repoussez les limites de la science.

Puissance ultime, performance ultime. Repoussez les limites de la science.

Élaboré grâce à une collaboration ciblée, le système SELECT SERIES Cyclic IMS associe la technologie innovante de séparation par mobilité ionique cyclique aux performances de pointe de la spectrométrie de masse à temps de vol, offrant ainsi aux chercheurs le moyen d’élargir le champ de leurs recherches scientifiques.

  • Structural Biology

Sans outils d’investigation, impossible de prendre des décisions éclairées

Sans outils d’investigation, impossible de prendre des décisions éclairées

Avec le spectromètre de masse SYNAPT XS, bénéficiez d’une flexibilité ultime et d’une plus grande liberté de choix analytiques pour accompagner la créativité scientifique et la réussite technique dans toutes les applications.

  • Structural Biology


Les données parlent d’elles-mêmes

Les données parlent d’elles-mêmes
Rétention du deutérium pour quatre peptides provenant de peptides tryptiques d’énolase de levure Rétention du deutérium pour quatre peptides provenant de peptides tryptiques d’énolase de levure.
Structure cristalline de CaM avec code couleur pour représenter l’absorption de deutérium Structure cristalline de CaM avec code couleur pour représenter l’absorption de deutérium. Comparaison de (A) apo-CaM et (B) holo-CaM avec un marquage au deutérium à 10 secondes. Une différence significative dans l’absorption de deutérium a été observée dans la région mise en évidence, où la conformation a été modifiée en raison de la liaison au calcium.
On a constaté une différence d’absorption de deutérium pour un même peptide dans apo-CaM et holo-CaM. Après 10 minutes de marquage On a constaté une différence d’absorption de deutérium pour un même peptide dans apo-CaM et holo-CaM. Après 10 minutes de marquage, ce peptide (FKEASLF, 12-19) a montré une absorption de deutérium plus élevée dans l’apo-CaM (à gauche) que dans l’holo-CaM (à droite).
Comparaison de la perte de deutérium de la bradykinine et de l’angiotensine II entièrement deutérées Comparaison de la perte de deutérium de la bradykinine et de l’angiotensine II entièrement deutérées à A) différentes températures de digestion, à B) différents temps de maintien après quench et à C) différents débits de digestion/dessalage. La perte de deutérium causée par la source du spectromètre de masse est mise en évidence par une bordure noire en 5B. Des profils isotopiques similaires ont été trouvés dans les deux peptides à pression normale et à haute pression (5D). La haute pression a entraîné une perte de deutérium légèrement plus élevée (<5 %).

Applications

Comprendre la relation entre la structure et la fonction des protéines est fondamental pour interpréter les mécanismes de la maladie. La spectrométrie de masse à échange hydrogène-deutérium est devenue indispensable pour interpréter la structure d’ordre supérieur des protéines.

Comprendre la relation entre la structure et la fonction des protéines est fondamental pour interpréter les mécanismes de la maladie. La spectrométrie de masse à échange hydrogène-deutérium est devenue indispensable pour interpréter la structure d’ordre supérieur des protéines.


Notes d’application

Notes d’application
Accédez à des informations moléculaires exceptionnelles en biologie structurale et élucidez la structure en phase gazeuse des complexes macromoléculaires de protéines à l’aide des solutions de biologie structurale de Waters. 

Webinaires et ressources



  • Brochure

Brochure du système ACQUITY UPLC M-Class avec technologie HDX

Brochure du système ACQUITY UPLC M-Class avec technologie HDX
  • Brochure

Logiciel d’analyse des données DynamX HDX 3.0

Logiciel d’analyse des données DynamX HDX 3.0
  • Posters

Nouvelles fonctionnalités du logiciel bio-informatique pour le traitement automatisé des données HDX/MS

Nouvelles fonctionnalités du logiciel bio-informatique pour le traitement automatisé des données HDX/MS
  • Posters

Système de spectrométrie de masse à échange hydrogène-deutérium (HDX/MS) pour l’examen des changements conformationnels de la calmoduline suite à la liaison de calcium

Système de spectrométrie de masse à échange hydrogène-deutérium (HDX/MS) pour l’examen des changements conformationnels de la calmoduline suite à la liaison de calcium


En savoir plus sur les solutions de spectrométrie de masse à échange hydrogène-deutérium

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Structure protéique en 3D