Stereochemical and Structural Characterization of Methionine Oxidation in the IgG1 Fc Region by Integrated NMR and LC-MS Analysis
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High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Monoclonal antibodies are widely used biotherapeutics, whose efficacy and pharmacokinetics critically depend on their structural integrity. Among chemical degradation pathways, methionine oxidation is a particularly important post-translational modification that compromises antibody stability, Fc receptor binding, and thereby FcRn-mediated recycling and FcγR-mediated effector functions. However, the structural consequences of oxidation remain poorly understood, largely due to the subtle and localized nature of the modification. Here, we present an integrated analytical framework combining methyl-based NMR spectroscopy, selective enzymatic reduction, and peptide mapping to resolve methionine oxidation in the Fc region of human IgG1 antibodies at residue- and stereochemical-level resolution. By selectively labeling methionine methyl groups, we monitored oxidation-induced spectral changes in conserved Fc residues Met252 and Met428. Site-directed mutagenesis revealed a mutual influence between these residues, consistent with their spatial proximity at the C H 2–C H 3 domain interface. Stereospecific reduction with methionine sulfoxide reductase A enabled the assignment of R- and S-isomers, while peptide mapping by liquid chromatography–mass spectrometry corroborated the NMR findings. This combined approach demonstrated that Met252, which is solvent-exposed, is more susceptible to oxidation than buried Met428 and that both residues display stereochemical heterogeneity that modulates local structure. By bridging chemical modifications and higher-order structural perturbations, this integrated framework provides mechanistic insights into how methionine oxidation impairs antibody function. More broadly, it establishes a basis for quality assurance and rational design of therapeutic antibodies with improved stability.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Stereochemical and Structural Characterization of Methionine Oxidation in the IgG1 Fc Region by Integrated NMR and LC-MS Analysis
- Date Crossref
- 11/02/2026
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Okayama University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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National Institutes of Natural Sciences pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Nagoya City University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Collaborative Research Group pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institute for Molecular Science pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Living Systems (United States) pays non établi dans la noticeEntreprise
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The Exploratory Research Center on Life and Living Systems pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institute of Science Tokyo pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Core for Spin Life Sciences pays non établi dans la noticeInstitution
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Exploratory Research Center on Life and Living Systems (ExCELLS) pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Faculty and Graduate School of Pharmaceutical Sciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Materials and Structures Laboratory pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Okayama University, National Institutes of Natural Sciences et Nagoya City University, avec 9 autres affiliations.
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