メガダルトンサイズのDNAプラスミドの圧縮、弛緩、線形化：CD-MSによってプローブされたDNA構造

高純度プラスミドDNAは、組換えタンパク質産生のための原料であり、DNAワクチンの有効成分です。典型的なプラスミド製剤で観察できる4つの主要なプラスミド構造があります：スーパーコイル、弛緩（円形）、線形、および凝縮。構造が活動に影響を与える可能性があるため、サンプルに存在する構造を決定することが重要です。スーパーコイル構造は最も高いアクティビティであり、業界標準には90％を超えるスーパーコイルが必要です。最近、電荷検出質量分析（CD-MS）を使用して、正のモードエレクトロスプレーによってイオンに堆積した電荷を測定することにより、2つの構造をスーパーコイル化および凝縮しました。ここでは、CD-MSを使用して、ポリキシーションとの圧縮中にDNAプラスミドの構造をプローブし、酵素治療を通じてプラスミドを緩和および線形化します。プラスミドDNAの4つの構造タイプはすべて、CD-MSを使用して区別できるユニークな充電プロファイルを持っていることがわかります。エレクトロスプレー中のDNAプラスミドの機械的せん断の程度は、構造タイプの影響を強く受けています。

High purity plasmid DNA is a raw material for recombinant protein production as well as an active ingredient in DNA vaccines. There are four primary plasmid structures that can be observed in a typical plasmid formulation: supercoiled, relaxed (circular), linearized, and condensed. Determining what structures are present in a sample is important, as the structure can affect activity; the supercoiled structure has the highest activity, and >90% supercoiled is desired for industry standards. Recently, charge detection mass spectrometry (CD-MS) was used to distinguish two of the structures, supercoiled and condensed, by measuring the charge deposited on the ions by positive mode electrospray. Here, CD-MS is used to probe the structures of DNA plasmids during compaction with polycations, and through enzymatic treatment to relax and linearize plasmids. We find that all four structural types for plasmid DNA have unique charging profiles that can be distinguished using CD-MS. The extent of mechanical shearing of the DNA plasmids during electrospray is strongly influenced by the structural type.