[发明专利]用于检测和分析自由硫醇的系统和方法

说明书

本文所描述的实施例涉及用于对含有蛋白质或蛋白质同种型的混合物的样品中的硫醇内含物进行定量的装置和方法。所述方法包含：将所述样品的一部分与自由硫醇检测结合剂缀合；将所述样品的所述部分中的内含物分离成分离的蛋白质同种型；检测与每种分离的蛋白质同种型相关的荧光信号；以及基于所述荧光信号对与每种分离的蛋白质同种型相关的自由硫醇的相对量进行定量。在一些情况下，所述方法包含基于与每种分离的蛋白质同种型相关的吸光度信号对每种分离的蛋白质同种型的量进行定量。在一些情况下，可以将和与检测结合剂缀合的蛋白质同种型相关的荧光和/或吸光度信号与和未缀合的蛋白质同种型相关的对应信号进行比较。在一些情况下，所述方法进一步包含施加还原剂并且对所述样品中的总硫醇内含物进行定量。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月23日提交的题为“用于检测和分析自由硫醇的系统和方法(Systems and Methods for the Detection and Analysis of Free Thiol)”的美国临时申请第62/722,012号的优先权和权益，所述美国临时申请的公开内容通过全文引用的方式并入本文。

技术领域

本文描述的一些实施例涉及用于检测和分析生物材料样品中的自由硫醇的系统、设备和方法。

背景技术

硫醇是包含碳键合的巯基(R-SH)的有机硫化合物，R为烷基或芳香族或类似取代基。硫醇(也被称为自由硫醇和/或自由硫醇基)是醇的硫类似物，其中硫代替了醇的羟基(-OH)中的氧。硫醇还可以通过还原包含一个或多个二硫桥或二硫基的化合物来产生，所述一个或多个二硫桥或二硫基在还原后变成自由硫醇并且有助于化合物的总硫醇内含物。

硫醇在若干种天然存在的和合成的生物有机分子中起重要作用。生物系统中的自由硫醇具有重要的调节作用。例如，已知半胱氨酸残基的氧化修饰的硫醇基调节越来越多的蛋白质的活性。作为另一个实例，二硫键形成是关键的翻译后修饰，其中涉及许多蛋白质的结构、功能和稳定性。虽然二硫键形成对于许多蛋白质而言是必需且必要的过程，但对其它蛋白质而言却是有害和破坏性的。细胞通过硫醇-二硫化物交换反应调节硫醇-二硫键稳态，这在细胞功能的许多方面起着至关重要的作用。自由硫醇(例如，与蛋白质上的自由半胱氨酸、谷胱甘肽和半胱氨酸残基相关的硫醇)的检测和测量是用于研究许多生物系统中生物学过程和事件的重要工具。

硫醇基可以存在于各种蛋白质上，例如作为各种蛋白质中包含的半胱氨酸残基的一部分。硫醇基也可以存在于各种蛋白质同种型上，所述蛋白质同种型是起相同或类似的生物学作用的一组高度类似的蛋白质。一组蛋白质同种型可以由单个基因的可替代的剪接或其它转录后修饰形成。硫醇基可以存在于合成衍生的产物上，如抗体-药物缀合物(ADC)、生物缀合物和免疫缀合物以及其它生物制药药物，所述合成衍生的产物被设计为用于治疗各种病状(例如，治疗各种癌症)的靶向疗法。例如，ADS将抗体的特异性、有利的药代动力学和生物分布与高效药物的破坏潜力进行组合。例如，在一些情况下，ADC可以被设计成将单克隆抗体的靶向能力与被设计成区分健康组织与患病组织的细胞毒性药物的癌症杀死能力进行组合。因此，与化学疗法不同，ADC可以靶向并杀死肿瘤细胞，同时不伤害健康细胞。ADC通过将特异性抗体与特异性治疗药物连接或缀合而形成。抗体上存在的硫醇基可以用作连接位点以缀合药物以形成ADC。在一些情况下，ADC可以包含通过硫醇基与生物活性细胞毒性(抗癌)有效负载或药物连接的抗体。

与生物系统中大多数其它常见物质相比，硫醇通常凭借其相对较高的反应性直接被检测到。然而，分析如以上所提及的样品等样品中的硫醇内含物存在重大挑战。例如，目前可用的定量自由硫醇的方法缺乏进一步的特异性，如可以包含自由硫醇基(例如包含在半胱氨酸残基中)的特异性蛋白质或蛋白质同种型。在生物治疗学的发展中，例如，知道哪些同种型具有特定特征(如自由硫醇基的存在)对于确定每种同种型的允许极限是重要的。