酶解消化：利用新型酶加速生物分离

伊丽莎白-福里

, ,
阅读时间：4分钟
蛋白质或酶

酶在现代生物治疗药物液相色谱-质谱分析中的作用 

酶是自然界的催化剂，能够实现精准高效的生化转化。在分析工作流程中，酶消化技术是将复杂生物分子分解为更小、更易处理片段的核心方法。该过程对多种应用至关重要，例如蛋白质表征中的肽图谱分析，以及基于RNA的治疗药物中的寡核苷酸图谱分析。 

传统消化方法虽有效，但常需较长的孵育时间和人工干预，由此形成的瓶颈会延缓开发进度。Waters RapiZyme Enzymes 结合高活性与高选择性，采用简化的消化方案，为光学和液相色谱质谱工作流程提供更快的速度、更高的重现性和更强的可扩展性。 

沃特斯RapiZyme酶系列：赋能消化工作流程 

RapiZyme酶系专为高速与稳定性而设计，可实现符合现代分析需求的消化工作流程。产品目录包含： 

  • RapiZyme Trypsin用于快速而强效的蛋白质消化，以支持肽图谱分析和蛋白质组学研究。 
  • RapiZyme MC1 and Cusativin, 内切核酸酶，可实现更高效的寡核苷酸测序（减少模棱两可产物，提高序列覆盖率）。 
  • RapiZyme Proteinase K该技术能彻底消化生物基质中的蛋白质，从而提高寡核苷酸及其他蛋白质结合分子的捕获与回收率，同时支持病毒载体基因组/有效载荷的分析。 

此外，这些酶和消化方案可轻松在多数自动化液体处理平台上实现自动化操作，包括沃特世公司的Andrew+移液机器人，从而减少人工操作时间并降低操作变异性。 

案例研究：利用RapiZyme胰蛋白酶进行肽图谱分析

在蛋白质表征过程中，酶消化技术将大分子蛋白质分解为肽段，以便进行液相色谱-质谱联用分析。胰蛋白酶因其在赖氨酸和精氨酸残基处具有可预测的切割特性，能提供高序列覆盖率和可重复性，成为肽图谱分析的金标准。然而，传统消化方案往往耗时数小时且步骤繁琐，严重拖慢了生物制药的研发进程。 

RapiZyme胰蛋白酶通过以下方式应对这些挑战： 

  • 快速消化方案，将孵育时间从数小时缩短至数分钟。 
  • 单克隆抗体及其他治疗性蛋白的高序列覆盖率。 
  • 最小化自溶作用，确保由均质甲基化重组胰蛋白酶获得的色谱图清晰且易于分析。 
  • 与液相色谱-质谱工作流程兼容，实现高效表征。 

这些特性使RapiZyme胰蛋白酶成为高通量环境和符合监管要求的工作流程的理想选择。 

图像
1:5消化液对比：另一家行业领先竞争对手（上图）与RapiZyme胰蛋白酶（下图），放大显示14至40分钟保留时间窗口。红色箭头标注胰蛋白酶自溶及未知峰。（source)  

案例研究：利用RapiZyme MC1和Cusativin改进寡核苷酸测序

针对mRNA分析，内切核酸酶RapiZyme MC1和RapiZyme Cusativin可高效消化长链mRNA序列。这些酶在特定位点切割mRNA，产生独特的重叠产物，可通过测序定位准确确认序列及核苷酸修饰位置。随着mRNA疗法日益普及，可靠的消化策略仍是质量控制与合规监管的关键保障。 

测定mRNA序列需要精确的切割和强信号。RapiZyme MC1和Cusativin提供： 

  • 具有消化mRNA功能的新颖特异性内核糖核酸酶活性。 
  • 采用独特的磷酸盐产品，显著提升信号强度。 
  • 一致的裂解和消化重现性，用于序列确认。 
  • 适用于Andrew+移液机器人等平台的自动化就绪协议。 
  • 搭配 IonHance 六氟异丙醇（HFIP）（提供10毫升和100毫升规格）流动相添加剂，可使不需要的钠和钾加合物减少2倍  
图2
图1：采用手动（黑色）和自动（红色）RapiZyme核糖核酸酶处理流程制备的GATA2 sgRNA消化产物色谱图，分别对应MC1（上）和cusativin（下）。source) 

案例研究：采用RapiZyme蛋白酶K实现可靠的样品制备 

治疗性寡核苷酸常存在于肝脏或脑组织等复杂生物基质中，这使得其提取与分析工作充满挑战。蛋白酶K因能降解蛋白质并释放结合的寡核苷酸而被广泛用于提高提取效率，但传统操作方案往往耗时且结果不稳定。 

RapiZyme蛋白酶K提供 ： 

  • 高效消化组织样本中的蛋白质，以提高寡核苷酸回收率。 
  • 与SPE微孔板试剂盒兼容，实现简化工作流程。 
  • 增强寡核苷酸治疗药物（如siRNA、ASO等）生物分析提取的可重复性，包括脂质偶联ASO。 

在一个 recent application noteOligoWorks SPE微孔板试剂盒搭配RapiZyme蛋白酶K消化模块，在GEM91和GEM132寡核苷酸中实现了≥80%的高重复性分析物回收率——这证明了该方案在生物分析实验室中的实用性和可扩展性，能够满足寡核苷酸治疗药物研发日益增长的需求。 

通过将RapiZyme蛋白酶K整合到您的工作流程中，您可实现更快速、更可靠的寡核苷酸生物分析样品制备。 

酶解反应中速度为何至关重要

加速消化工作流程意味着： 

  • 生物制药的开发周期更短。 
  • 在质量控制和表征实验室中实现更高吞吐量。 
  • 通过自动化和优化协议降低变异性。 

沃特世公司开发的RapiZyme酶产品组合旨在简化酶消化工作流程，为蛋白质和RNA分析提供快速、可重复且可自动化的解决方案。但这仅仅是开始。随着研究人员采用这些酶并探索新应用，加速生物制药开发的可能性持续拓展，重点在于降低复杂性。 

无论您是在为单克隆抗体进行肽图谱分析，还是为基于mRNA的治疗药物进行寡核苷酸测序，RapiZyme酶都能提供快速、可靠且可重复的方法，助您获得高质量结果。它们不仅是试剂，更代表着分析工作流程中效率的新标准。 

准备好探索RapiZyme酶的无限可能了吗？通过以下资源深入了解：