从低度到高度对单克隆抗体的蛋白质-蛋白质相互作用和粘度进行表征,使用小角度X射线散射和分子动力学模拟
Amjad A Chowdhury1, Neha Manohar1, Alfredo Lanzaro1
1McKetta Department of Chemical Engineering, The University of Texas at Austin, Austin, Texas 78712, United States.
Molecular pharmaceutics
|October 2, 2023
概括
了解缩抗体溶液中的蛋白质-蛋白质相互作用是稳定的药物配方的关键. 这项研究将抗体表面特性与溶液粘度联系起来,揭示了特定补丁如何驱动聚类并影响粘度.
科学领域:
- 生物物理学的生物物理.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 蛋白质化学 蛋白质化学
背景情况:
- 缩的单克隆抗体 (mAb) 溶液对于药物输送至关重要,但容易聚合和高粘度.
- 控制蛋白质与蛋白质相互作用 (PPI) 和可逆的寡合体形成对于稳定,低粘度配方至关重要.
研究的目的:
- 在mAb溶液中描述短距离异构吸引力 (SRA) 的强度.
- 为了将结构性质 (集群,碎形尺寸) 和质性质 (粘度) 与特定的mAb表面特征联系起来.
主要方法:
- 利用小角度X射线散射 (SAXS) 在mAb溶液中分析结构因子 (S_eff(q)).
- 采用粗粒度分子动力学 (CG MD) 模拟来确定相互作用强度 (K) 和集群特性.
- 分析了mAb表面的"热点",以确定有助于相互作用的区域.
主要成果:
- 在pH4.5的互补性确定区域 (CDR) 确定了一个疏水斑块作为SRA的关键驱动因素,导致大集群和高粘度 (η).
- 显示NaCl通过增强疏水吸引力来增加粘度,而氨酸减弱SRA并降低粘度.
- 证明高度 (200 mg/mL) 的粘度对SRA和集群大小高度敏感.
结论:
- 建立了特定的mAb表面能量 (疏水斑) 和缩溶液的宏观性质 (结构和气质) 之间的联系.
- 通过针对特定的表面相互作用来控制粘度和稳定性,为设计mAb配方打开了道路.
- 率先使用SAXS和CG建模来将分子级相互作用与解决方案行为联系起来.
