天然多糖作为蛋白质药物化学修饰剂的研究进展

蛋白质工程和基因工程技术的迅速发展迎来了蛋白质类药物的新时代。然而,蛋白质药物稳定性差、体内半衰期短且常具有免疫原性,极大限制了其临床治疗效果。目前,研究人员发展了多种策略改造蛋白质分子,其中以利用聚合物进行化学修饰发展最为迅速,并推动多种聚乙二醇修饰的蛋白质药物上市。天然多糖是构成生命体的大分子物质之一,与聚乙二醇类似,高相对分子质量的多糖可以赋予蛋白质类药物延长的半衰期、更高稳定性及更低免疫原性。另一方面,多糖修饰还可以提高蛋白质药物的靶向性、入胞能力,协同发挥多糖自身的抗凝、抗肿瘤和抗氧化等活性。本文对蛋白质药物的多糖修饰研究进展进行综述。     

蛋白药物的聚乙二醇定点修饰策略与最佳位点

聚乙二醇修饰是一种改善蛋白质药物临床药效行之有效的方法。聚乙二醇修饰具有延长蛋白质药物在体内的半衰期、降低免疫原性和延缓蛋白酶降解、提高稳定性和溶解性等优点。而聚乙二醇的定点修饰由于能够获得均一性和高活性保留率的产物,并能提高产率,已经引起了广泛关注。综述了近年来聚乙二醇定点修饰蛋白质药物方面的研究进展,着重介绍了聚乙二醇定点修饰的策略及最佳修饰位点,并对聚乙二醇定点修饰技术的发展趋势进行了展望。     

聚乙二醇对蛋白质类药物的修饰

随着基因工程技术的发展,蛋白质类药物的应用越来越受到人们的青睐。但蛋白质类药物具有血浆半衰期较短、有一定的免疫原性等不足之处,在一定程度上限制了其临床应用。由于聚乙二醇(PEG)具有与蛋白质相容的特性,用其对蛋白质类药物进行化学修饰已经成为医学和生物工程领域的热门课题。本文重点介绍了PEG的特性以及应用其修饰蛋白质类药物的原理和存在的一些问题。     

蛋白质的聚乙二醇修饰及其在医药研究中的应用

生物工程的发展使许多蛋白质类药物的广泛使用成为可能,但仍存在免疫原性、毒副反应等问题.蛋白质的化学修饰从某种程度上克服了上述不足。如消除抗原性、延长体内作用时间等,从而提高了药物蛋白质的效率.文章主要介绍聚乙二醇对蛋白质的修饰及其在抗肿瘤蛋白质、调节代谢酶类、溶血栓因子、抗炎症酶及血浆蛋白研究中的一些进展.     

超氧化物歧化酶化学修饰的初步研究

本文以三聚氰氯为活化剂,采用聚乙二醇法对超氧化物歧化酶进行化学修饰,得到了均一的聚乙二醇-SOD加合物。修饰酶活力为天然酶的75％,表明酶活性中心结构基本保持。 对修饰酶残留氨基的测定表明,近80％可滴定氨基参加了反应,且SOD骨架结构在修饰前后变化不大,可以推测聚乙二醇是连结在蛋白质表面上的。     

聚乙二醇化重组蛋白药物的质量控制

重组蛋白经聚乙二醇(PEG)化修饰在优化药物代谢动力学和药效学性质的同时,使药物的结构和质量属性变得更为复杂,修饰后的重组蛋白在结构、理化性质和生物学活性等方面与未修饰的重组蛋白相比有较大差异,对其质量控制的研究必须结合品种自身独特的质量属性。现从蛋白质药物质量控制的角度,对PEG化蛋白质药物的重要质量属性的质控难点和相应检测方法进行综述,以期对工艺开发和生产上的实际工作有所帮助。     

聚乙二醇修饰牛血清白蛋白的反应与分析

采用N,N′-羰基二咪唑活化法活化单甲氧基聚乙二醇5000分子一端的羟基,对活化后的单甲氧基聚乙二醇分子进行了元素分析。用该活化产物对牛血清白蛋白的赖氨酸侧链氨基进行化学修饰。应用毛细管电泳对聚乙二醇修饰后的产物进行了分析,并与高效液相色谱分析结果作了对照研究,表明毛细管电泳对修饰后的牛血清白蛋白有更好的分析效果。     

聚乙二醇修饰小分子药物的研究进展

以高聚物作为载体,携带各种活性化合物组成药物释放系统,在现代医疗中发挥了巨大的作用。高分子偶联物不仅可以改变药物的药动学特征,还可以通过偶联特异性的物质使药物具有主动靶向性。目前研究最广泛的高分子载体是聚乙二醇。聚乙二醇通过与肽链、抗体、酶等活性化合物偶联,可以提高药物溶解度,延长循环半衰期,减少非特异性摄取,增加靶向性。已有很多聚乙二醇修饰的药物上市,也有很多尚处于临床研究阶段。大部分聚乙二醇化药物的临床研究表明,聚乙二醇修饰的药物确实可以提高药效、降低毒副作用。但关于聚乙二醇修饰小分子药物的设计依然需要进一步研究和完善。我们主要讨论聚乙二醇修饰小分子药物的设计和应用。     

炎症反应中的蛋白质翻译后修饰

炎症相关的信号转导蛋白、转录因子、炎性介质、组蛋白等可在炎症发生发展过程中发生磷酸化、乙酰化、泛素化、苏素化、甲基化等一系列翻译后修饰。这些化学修饰可高效调节相关蛋白质的功能活性及基因表达水平,不同化学修饰之间还可相互作用,共同影响炎症的发生、发展与转归;而异常的翻译后修饰与炎症相关性疾病关系密切。     

脂膜修饰对阿糖胞苷脂质体物理稳定性的影响

目的:探讨经聚乙二醇包覆后阿糖胞苷脂质体的物理稳定性。方法:以阿糖胞苷为装载药物,用经纯化的天然卵磷脂和胆固醇为包封材料,卵磷脂与胆固醇的摩尔比为1:1,用反相蒸发法制备阿糖胞苷脂质体。不同浓度的聚乙二醇对脂质体包覆进行表面修饰,通过显微形态鉴定,装载药物的渗漏量及经37~℃、48 h温育前后平均粒径的变化,对聚乙二醇包覆后阿糖胞苷脂质体的物理稳定性进行评价。结果:修饰后的阿糖胞苷脂质体具有较大的平均粒径和较低的药物渗漏量。当聚乙二醇浓度为2.0 mg/m L时,脂质体形态良好,药物的渗漏量比未修饰的脂质体低77.8%。温育后,脂质体平均粒径的增加值最低为151 nm。结论:阿糖胞苷脂质体经聚乙二醇的包覆提高了物理稳定性。     

聚乙二醇修饰重组人干扰素α-2b的碘染色法

目的：建立检测聚乙二醇位点特异性修饰重组人干扰素α-2b反应的方法。方法：采用分子量20000的甲氧基聚乙二醇马来酰亚胺修饰重组人干扰素α-2b,反应混合物样品经十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）后,碘染色法判断反应产物组成。结果：该修饰反应产物除含有单PEG化的干扰素α-2b外,还有不同修饰程度的多PEG化干扰素。结论：本方法方便快捷、分辨率高、特异性强,同时可用于其它聚乙二醇修饰蛋白质的分析研究。     

RNA甲基化修饰调控和规律

表观遗传学修饰包括DNA、RNA和蛋白质的化学修饰,基于非序列改变所致基因表达和功能水平变化。近年来,在DNA和蛋白质修饰基础上,可逆RNA甲基化修饰研究引领了第3次表观遗传学修饰研究的浪潮。RNA存在100余种化学修饰,甲基化是最主要的修饰形式。鉴定RNA甲基化修饰酶及研发其转录组水平高通量检测技术,是揭示RNA化学修饰调控基因表达和功能规律的基础。本文主要总结了近年来本课题组与合作团队及国内外同行在RNA甲基化表观转录组学研究中取得的主要前沿进展,包括发现了RNA去甲基酶、甲基转移酶和结合蛋白,揭示RNA甲基化修饰调控RNA加工代谢,及其调控正常生理和异常病理等重要生命进程。这些系列研究成果证明RNA甲基化修饰类似于DNA甲基化,具有可逆性,拓展了RNA甲基化表观转录组学研究新领域,完善了中心法则表观遗传学规律。     

聚乙二醇修饰重组人天冬酰胺酶的研究

天冬酰胺酶对治疗急性淋巴细胞白血病和某些肿瘤疾病有很好的疗效,但由于其在人体内所产生的副作用———过敏反应限制了它的应用。目的:运用化学修饰剂聚乙二醇对天冬酰胺酶进行化学修饰,以降低其免疫原性,提高其在体内的半衰期;并使修饰后的天冬酰胺酶的活性保持较高的水平。结果:修饰后的天冬酰胺酶的免疫原性降低为原来的20-30%;用胰酶水解24h没有变化;而其比活力为未修饰酶的23%。该结果已经具备了很大的临床应用价值。     

五彩缤纷的蛋白质翻译后修饰

<正>蛋白质翻译后修饰是指蛋白质在翻译后的化学修饰.它包含磷酸化、乙酰化、泛素化和甲基化等类型[1],在调节蛋白质活性、结构和功能等方面发挥着重要的作用,其重要性已被人们广泛认知[2~5].随着许多新的翻译后修饰类型的出现,蛋白质翻译后修饰这一研究领域变得越来越复杂而有趣.对于科研人员来说,从经典的磷酸化、泛素化,到新型的甲基化、SUMO化,各种蛋白质翻译后修饰无不散发着诱人的魅力,期待着人们     

酶分子化学修饰研究进展

酶是高效生物催化剂,在工业和临床医药上应用广泛。但由于酶是蛋白质,稳定性差,且在生物体内有较强的免疫原性,因而严重制约了其应用。对酶分子进行化学修饰是提高其稳定性和降低免疫原性的有效途径。简要介绍几种改进酶催化特性的方法、酶分子修饰效果的分析与评价、酶通过化学修饰获得的新性质及其原理、酶化学修饰的研究动态等。     

聚乙二醇修饰β-干扰素的研究

采用平均分子量为5kD的已活化的单甲氧基聚乙二醇(mPEG)对重组人β-干扰素(rhIFN-β)进行化学修饰。优化修饰条件,选择对rhIFN-β反应性高的修饰剂,制备三种不同修饰程度的修饰物,并对修饰物进行初步检定。三种修饰物的修饰率分别为10．12％、22．99％、42．47％;比活性分别保留为原来的93．53％、48．69％、13．18％;PEG修饰后的rhIFN-β在pH7时的溶解度增加。     

重组人粒细胞集落刺激因子的表达、纯化以及PEG修饰

重组人粒细胞集落刺激因子(rhG-CSF)经大肠杆菌温度诱导表达后,其表达产物以包涵体形式存在,包涵体经过变性、复性和分离纯化等步骤处理后得到纯化的rhG-CSF.在一定的实验条件下用单甲氧基聚乙二醇活性酯(mPEG20k-NHS)对rhG-CSF进行化学修饰,所得修饰产物经分离纯化后获得PEG20K-rhG-CSF偶联物.与修饰前的rhG-CSF相比较,尽管修饰后的rhG-CSF体外生物学活性下降至修饰前的20%左右,但其在体内的作用时间能够得到显著的延长,药效有了明显提高.     

微生物谷氨酰胺转氨酶催化细胞色素c赖氨酸残基的定点修饰

研究微生物谷氨酰胺转氨酶(mTG)催化细胞色素c(Cytc)的PEG定点修饰的可行性,并优化修饰条件,研究PEG修饰对Cytc性质的影响。将单甲氧基聚乙二醇氨(mPEG-NH_2)与N-苄氧羰基-谷氨酰胺-甘氨酸(CBZ-QG)共价结合制备含谷氨酰胺残基的甲氧基聚乙二醇衍生物(N-苄氧羰基-谷氨酰胺-甘氨酰-单甲氧基聚乙二醇,CBZ-QG-mPEG);mTG分别催化mPEG-NH_2、CBZQG-mPEG(mTG)修饰Cytc,研究酶法定点修饰Cytc残基的可行性;改变酶的用量、温度、反应时间和p H等反应条件优化谷胺酰胺转氨酶催化修饰Cytc的条件。研究结果表明:(1)mPEG-NH_2不能作为mTG的底物修饰Cytc,甲氧基聚乙二醇氨(mPEG-NH_2)分子上引入谷氨酰胺残基后,在mTG的催化作用下了实现Cytc的PEG修饰,而且基于mTG的底物特异性实现了PEG定点修饰Cytc的赖氨酸(Lys)残基;(2)37℃温度下,p H 8.0的溶液中,1mg/ml的mTG催化修饰反应2h是最佳修饰反应条件;(3)化学法PEG修饰Cytc产物复杂,是多种多点修饰产物的混合物,酶法催化PEG修饰Cytc只产生单一产物;(4)与天然Cytc相比,修饰后Cytc的活力、稳定性都有所提高。提出的谷胺酰胺转胺酶催化修饰法解决了蛋白质Lys残基难以定点修饰的难题,拓展了mTG在蛋白质修饰方面的应用。     

多糖的化学修饰对其生物活性影响研究进展

多糖是重要的药用活性成分,将其结构进行化学修饰,得到的修饰后多糖有可能具有较修饰前更高的活性或者产生新的活性。本文对这一方面进行研究,阐述了硫酸化、磷酸化、羧甲基化、烷基化、乙酰化等化学修饰方法对多糖生物活性的影响,并对多糖化学修饰应用前景加以展望。     

若干化学修饰剂对PLA2酶活力的影响

利用化学修饰的方法研究了修饰后的ＰＬＡ２与其酶活力之间的关系。结果表明色氨酸、精氨酸及氨基酸被修饰后ＰＬＡ２酶活力均有不同程度的下降。