Effect of hydration level on protein thermal stability

Syfte och mål

Syftet med detta projekt var att förstå sambandet mellan nivån av vattenhalt i fasta formuleringar av terapeutiska proteiner och deras termiska stabilitet. För att göra det, föreslog vi två typer av röntgenstrålningsperiment (SAXS och W AXS) för undersökning av strukturella förändringar i ett rekombinant terapeutiskt protein under värmeinducerad denaturering vid olika fuktnivåer. Genom att kombinera SAXS och WAXS planerade vi att klarlägga de övergripande strukturella förändringarna vid värmeinducerad denaturering av proteiner samt deras lokala strukturförändringar.

Resultat och förväntade effekter

Studierna har det möjligt göra att undersöka förhållandet mellan proteinstruktur och fukt i förhållande till termisk stabilitet. Mekanismen bakom stabilisering av proteiner med tillsatsämnen och förhållandet till hydratiseringsnivån diskuteras fortfarande efter årtionden av forskning. Det är välkänt att vattenhalt är viktig för stabilitet av torra proteinläkemedel men inte vilka nivåer som är kritiska och inte heller mekanismen. Vår nya användning av röntgenteknik visar på möjligheter för vetenskapsbaserad utveckling av proteinläkemedel med lång hållbarhet.

Upplägg och genomförande

Projektaktiviteterna har bestått av framställning av serier av proteinformuleringar med vissa fuktnivåer med efterföljande röntgenstudier av dessa formuleringar. Röntgenstrålningsexperimenten har utförts på synkrotronanläggningar i Hamburg och Barcelona i 2019. Resultaten av dessa experiment har utvärderats i samarbete mellan Malmö Universitet, Swedish Orphan Biovitrum AB, RISE och MAX IV. Parterna samarbetar redan i andra projekt vilket utvärdering av ny teknik kommer stärka. Djupare analys av data kommer behöva genomföras och även kräva nya behandlingsmetoder