아이소사이아나이드는 합성 화학, 화학 생물학, 천연물 생리활성에서 중요한 역할을 하지만, 복잡한 생체 시료에서 검출하기 어렵습니다. 본 연구에서는 아이소사이아나이드 함유 화합물 식별을 위한 HPLC-MS 및 형광 기반의 상호보완적 전략을 개발했습니다.
무표지 MS/MS 분석은 [CN]− 리포터 이온 및 HCN 중성 손실을 포함하는 진단적 특징을 밝혀냈습니다. 또한, 약산 처리로 아이소사이아나이드를 폼아마이드로 전환하여 [CH2NO]− 리포터 이온과 특징적인 중성 손실로 검출했습니다. 이러한 화합물 의존적 단편화 패턴의 한계를 극복하기 위해 분해 유도 분자 네트워킹, 오프라인 테트라진 표지, 형광성 테트라진-쿠마린 프로브, 그리고 컬럼 후 유도체화 기반의 추가 워크플로우를 확립했습니다.
클로펜테진 표지는 진단적 이염소화 생성물을 생성했으며, 형광성 프로브는 UV 광선 하에서 시각적 검출을 가능하게 했습니다. 특히 컬럼 후 유도체화는 테트라진 주입 시 동시 용리되는 아이소사이아나이드-테트라진 생성물 쌍을 형성하고, 구리 주입 시 아이소사이아나이드의 찰코포어 특성을 활용하여 특징적인 질량 이동 및 동위원소 패턴을 갖는 구리 복합체를 생성함으로써 유용성을 입증했습니다.
하이지마이신 분해 연구를 통해 단순한 아이소사이아나이드 수화 반응을 넘어선 산 유도 재배열 및 탈폼일화 반응이 밝혀졌습니다. 이는 이전에 보고된 하이지마이신 유도체들이 분리 과정의 인공물일 가능성을 시사하며 재규명을 이끌었습니다. 본 연구는 아이소사이아나이드 검출을 위한 실용적인 도구를 제공하며, 분리 및 분석 시 산성 조건 회피의 중요성을 강조합니다.
난소암은 치사율이 높고 효과적인 바이오마커가 부족한 치명적인 부인과 악성 종양입니다. 예측, 예방 및 개인 맞춤 의학(PPPM) 개념은 조기 경보 시스템과 맞춤형 개입의 필요성을 강조하며, 신뢰할 수 있는 병기별 바이오마커에 대한 수요를 높이고 있습니다.
본 연구에서는 데이터 독립적 획득(DIA) 질량 분석법을 사용하여 병기 I-IV의 난소암 조직 60개와 양성 난소 조직 17개의 포괄적인 단백체 분석을 수행했습니다. 또한, 이러한 단백체 분석 결과를 TCGA/GTEx 데이터와 통합하여 생존 분석 및 핵심 분자를 식별한 후, 웨스턴 블롯 및 다중 면역조직화학법으로 실험적 검증을 진행했습니다.
총 1,669개의 차등 발현 단백질(DAP)이 각 병기(I, II, III, IV)에서 대조군과 유의미한 차이를 보였습니다. 초기 병기(I-II)의 DAP는 주로 세포 주기 과정 및 염색체 분리와 같은 세포 증식 관련 생물학적 과정에 풍부하게 존재했으며, 진행성 병기(III-IV)의 DAP는 세포외 기질(ECM) 조직화 및 세포 부착을 포함한 경로에 주로 풍부했습니다. 트렌드 클러스터 분석을 통해 6가지 유형의 트렌드 클러스터가 확인되었고, PPI 네트워크 분석으로 28개의 허브 단백질이 식별되었습니다.
특히, 허브 단백질 SMC2는 핵에 위치하며 초기 병기(I/II) 동안 상향 조절되었습니다. 이는 TCGA/GTEx, 웨스턴 블롯 및 다중 면역형광 분석에서 난소암 조직 내 mRNA 및 단백질 수준이 유의하게 상향 조절되었으며, Kaplan-Meier 생존 분석 결과 전체 생존율 감소와 유의미한 관련성(HR = 1.31, 95% CI: 1.12–1.55, p = 0.0011)을 보였습니다. 본 연구는 난소암의 대규모 병기별 단백체 아틀라스를 제공하며, 세포 주기 및 게놈 안정성을 조절하는 28개 단백질 핵심 모듈을 식별했습니다.
이황화물 결합이 풍부한 펩타이드 치료제는 견고한 구조와 높은 안정성, 표적 특이성을 가지지만, 고유한 다형성 및 구조적 이질성으로 인해 기존 분석법으로는 미묘한 구조 변이를 구별하기 어려웠습니다. 이는 고도로 제약된 펩타이드 골격 내에서 발생하는 복잡한 구조적 변화를 포착하는 데 한계가 있기 때문입니다.
본 연구에서는 지코노타이드와 리나클로타이드 제조 배치에 대해 고리형 이온 이동성-질량분석법(cIM-MS)을 가속 열 스트레스 테스트와 결합하여 적용했습니다. 그 결과, 두 약물 모두 자연 상태에서도 상당한 입체 이성질체 이질성을 보였으며, 열 스트레스 시에는 현저한 분해 및 구조 재편성이 관찰되었습니다. 이는 기존 방법으로는 충분히 포착되지 않던 입체 이성질체 변화를 드러냈습니다.
cIM-MS의 고해상도 분리 능력은 공존하는 입체 이성질체와 스트레스 유도 전이 과정을 상세히 매핑할 수 있게 했습니다. 이 결과는 cIM-MS가 이황화물 펩타이드 치료제의 고차 구조 이질성을 조사하기 위한 공간 분해 분석 플랫폼을 제공함을 입증합니다.
이 연구는 기존 질량분석법의 한계를 확장하고, 이황화물 펩타이드 약물의 구조적 특성화 및 품질 평가를 위한 일반화된 접근 방식을 제시합니다. 이는 의약품 개발 및 품질 관리 분야에 중요한 기여를 할 것으로 기대됩니다.
