Оптимизация способов математической обработки калибровочных кривых при оценке молекулярной массы биологических лекарственных средств методом электрофореза в полиакриламидном геле с SDS

При испытании биологических лекарственных средств по показателям «Подлинность», «Чистота», «Молекулярная масса» проводят сравнительную оценку исследуемого и стандартного образцов различными физико-химическими методами, в том числе методом электрофореза в полиакриламидном геле (ПААГ) с додецилсульфатом натрия (SDS) в восстанавливающих/невосстанавливающих условиях. Для оценки молекулярной массы компонентов стандартного и исследуемого образцов необходимо построение калибровочного графика с использованием белков-маркеров. Проведено 4 эксперимента по электрофоретическому разделению на одном геле наиболее часто используемых наборов маркеров молекулярных масс различных производителей (Amersham™ LMW Calibration Kit for SDS Electrophoresis (Am), SDS PAGE Molecular Weight Standards, low range (BR), Unstained Protein Molecular Weight Marker (Th), BenchMark™ Protein Ladder (BM), Mark12™ Unstained Standard (M12) (общее количество белков - 45). Работа выполнена с целью оптимизации способов математической обработки калибровочных кривых для указанных наборов и оценки возможности их взаимозаменяемости. Электрофорез в ПААГ с SDS проводили в восстанавливающих условиях с использованием трис-глициновых заливных гелей. Для сравнения рассчитываемых ( М ) и номинальных ( М₀) (указанных в инструкции по применению набора маркеров) значений молекулярной массы (ММ) белков-маркеров нами использовано отклонение ММ в пересчете на единицу молекулярной массы (далее - относительное отклонение). Оценка среднего относительного отклонения молекулярной массы маркеров наборов диапазона ММ 10-100 кДа (наборы Am, BR, Th) при использовании уравнений линейной регрессии показала значения около 10 % (от 8,3 до 12,0 %). Для наборов расширенного диапазона ММ 10-220 кДа (наборы BM, M12) среднее относительное отклонение (16,5-20,3 %) было практически вдвое больше. С целью оптимизации математической обработки для расчета калибровочной зависимости мы применили полиномиальное уравнение регрессии третьей степени. Это позволило снизить относительное отклонение ММ до 2,3-3,5 % при использовании наборов диапазона 10-100 кДа и до 3,7-4,0 % при использовании наборов расширенного диапазона, что важно при оценке сопоставимости различных продуктов.

электрофорез в полиакриламидном геле с SDS, молекулярная масса, калибровочный график, линейная регрессия, полином, SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, molecular mass, calibration curve, linear regression, polynomial

1. ОФС. 1.2.1.0023.15. Электрофорез в полиакриламидном геле. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIII изд. Т. 1. М.; 2015. С. 638-57. Available from: http://www.femb.ru/feml.

2. Миронов АН, ред. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств (иммунобиологические лекарственные препараты). Часть вторая. М.: Гриф и К; 2013. С. 80-4.

3. Shapiro AL, Viuela E, Maizel JV Jr. Molecular weight estimation of polypeptide chains by electrophoresis in SDS-polyacrylamide gels. Biochem Biophys Res Commun. 1967; 28(5): 815-20.

4. Weber K, Osborn M. The reliability of molecular weight determinations by dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. J Biol Chem. 1969; 244(16): 4406-12.

5. Laemmli UK. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature 1970; 227(5259): 680-5.

6. Sadeghi M, Hajivandi M, Bogoev R, Amshey J. Molecular weight estimation of proteins by gel electrophoresis revisited. Focus 2003; 25: 35-39.

7. ОФС. 1.1.0012.15. Валидация аналитических методик. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIII изд. Т. 1. М.; 2015. С. 222-34. Available from: http://www.femb.ru/feml.

8. Авдеева ЖИ, Волкова РА, Алпатова НА, Солдатов АА, Медуницын НВ, Меркулов ВА. Методические приемы и принципы оценки сопоставимости биотехнологических продуктов, полученных до и после внесения изменений в процесс производства. БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение 2013; (2): 18-21.

9. Бондарев ВП, Борисевич ИВ, Волкова РА, Фадейкина ОВ. Проблемы аттестации отраслевых стандартных образцов для контроля качества иммунобиологических лекарственных препаратов. Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения 2013; (2): 28-32.