摘要 :聚乙二醇是一类具有独特理化性质的大分子聚合物:多肽和蛋白质类药物经聚乙二醇共价修饰后能明显改善其药代学和药效学性质,如降低免疫原性、增加对蛋白水解酶的稳定性、增加水溶性及延长体内的半衰期等:蛋白质的聚乙二醇化修饰研究已取得较好的效果,多肽的聚乙二醇化修饰研究起步较晚:对近年来多肽和蛋白质的聚乙二醇化修饰方法进行了综述,主要介绍了对多肽和蛋白质的 ; 端、& 端及某些氨基酸侧链进行选择性聚乙二醇化修饰的方法:
蛋白质的聚乙二醇化修饰研究始于二十世纪七十年代,最初的目的主要是为了降低蛋白质类药物的免疫原性:进一步的研究表明,蛋白质经聚乙二醇化修饰后还可以改善许多其它方面的性质,如增加蛋白质对酶的稳定性、延长蛋白质在血浆中的半衰期、增加在水中的溶解度等: 一些蛋白质的聚乙二醇化修饰物在作为药物的应用中取得了较好的效果,1991年,第一种经聚乙二醇化修饰的蛋白质类药物PEG-腺苷脱氨酶被FDA批准上市,用于治疗一种严重的儿童免疫缺陷症: 2001年,用聚乙二醇修饰的干扰素(PEG-INTRON)经FDA批准上市,用于治疗慢性丙型肝炎: 多肽与蛋白质在理化性质上具有许多相似之处,肽类化合物的聚乙二醇化修饰研究晚于蛋白质的相关研究,近年来关于肽类化合物的聚乙二醇化修饰研究也取得了一些进展,尤其是肽类化合物在聚乙二醇化定点修饰方面较蛋白类物质更易于实现,因此开展肽类化合物的聚乙二醇化修饰研究也具有较重要的意义 :
在多肽的聚乙二醇化修饰研究中应用最普遍的是mPEG,先在mPEG的末端引入羧基、氨基或其它活性基团,或者制备经mPEG修饰的氨基酸衍生物,再利用固相或液相法将其偶联到肽序列中去,实现对多肽的N端,C端及某些氨基酸侧链的聚乙二醇化修饰’下面主要介绍近年来文献报道关于多肽和蛋白质的聚乙二醇化定点修饰的一些方法’
1 多肽和蛋白质中氨基的聚乙二醇化修饰方法
在多肽和蛋白质的聚乙二醇化修饰方法中,主要是对N末端或赖氨酸侧链氨基进行酰化修饰’因为蛋白结构中通常存在多个氨基,所以控制和确定修饰位点及修饰程度一直是蛋白质的聚乙二醇化修饰中的一个难点’肽类化合物的合成中可以通过采用适当的保护策略来实现对氨基的定点修饰’
为了实现对肽链中氨基的聚乙二醇化酰化修饰,需要在聚乙二醇上首先引入羧基或活化的羰基,1993年,Lu等首先报道了在固相多肽合成中应用单甲氧基聚乙二醇的羧基衍生物对肽链的N端氨基进行酰化修饰的方法:以mPEG作原料,先合成mPEG-OCH2COOH和 mPEG-OCH2CO-Nle-OH,在mPEG 中引入一个正亮氨酸(Nle)作为标记是为了便于确定每一个多肽分子上偶联了几个mPEG分子’应用Fmoc固相多肽合成法,先在树脂上合成全保护肽链,当游离出N末端氨基后,以BOP作缩合剂,将mPEG-OCH2CO-Nle-OH 作为一个单体偶联到肽链上,然后经三氟乙酸裂解和反相高效液相色谱(RP-HPLC)纯化得到了平均分子量分别为2000和5000的mPEG修饰N-端的4肽、8肽和12肽,MPEG修饰产物在RP-HPLC分析图谱上呈单一峰,结构经MALDT-TOF-MS分析得到确证’研究还明,聚乙二醇对三氟乙酸处理稳定,但氟化氢处理时会有部分断裂,故此法不适用于BOC固相多肽合成法
Lee等以平均分子量为5000的单甲氧基聚乙二醇甲酰琥珀酰亚胺(SC-mPEG)在弱碱性水溶液中(PH=8)修饰鲑降钙素(sCT),经RP-HPLC分离得到N端、Lys和Lys侧链氨基分别被聚乙二醇酰化修饰的三种产物,产物结构经酶解和质谱分析得到确证,它们在大鼠肾脏匀浆中的半衰期分别为 125.5,157.3和 281.5min,比sCT在大鼠肾脏匀浆中的半衰期(4.8min)显著增加,用相同的方法,Lee等以平均分子量为3400的SC-mPEG对表皮生长因子(EGF)进行修饰,经RP-HPLC分离到N端、Lys和Lys侧链氨基分别被聚乙二醇酰化修饰的三种产物’ 生物活性测定表明,N端修饰产物活性高于Lys和Lys侧链修饰产物’
2 多肽链中羧基的聚乙二醇化修饰方法
3 多肽和蛋白质中巯基的聚乙二醇化修饰方法
Camp等在生长激素释放因子(GRF)类似物的C端引入半胱氨酸,在mPEG 上引入巯基吡啶,然后通过二硫键交换实现mPEG对GRF类似物C端的修饰
4 其它方法
5 结束语
随着蛋白质的聚乙二醇化修饰技术的迅速发展,肽类化合物的聚乙二醇化修饰研究越来越引人注目.蛋白质的聚乙二醇化修饰几乎都在水溶液中进行,通过选择合适的聚乙二醇化试剂或控制反应条件来实现定点、定量修饰! 肽类化合物的聚乙二醇化修饰可在固相载体上进行,此法易于实现对多肽链中某位点的选择性修饰,但固相合成反应速度慢,且随着聚乙二醇或多肽分子量增加,修饰难度增大;肽类化合物的聚乙二醇化修饰也可以在水溶液中进行,可以实现分子量较大的聚乙二醇对分子量较大的多肽的修饰,但若有多个反应位点时产物分离及修饰位点的确定都有较大的难度 !多肽和蛋白质类化合物经聚乙二醇化修饰后具有降低免疫原性、增加水溶性、显著延长其在生物体内的半衰期等优点,但也可能因修饰而影响其与受体的结合,因此寻找合适的修饰位点,保持持续、有效的生物活性是多肽和蛋白质的聚乙二醇化修饰研究的主要目.多肽和蛋白质类药物的聚乙二醇化修饰研究有较好的应用前景!
免责声明:本文为行业交流学习,版权归原作者及原杂志所有,如有侵权,可联系删除。文章标注有作者及文章出处,如需阅读原文及参考文献,可阅读原杂志。