蛋白質(zhì)的PEG修飾

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1、綜述生命科學(xué)儀器2008第6卷/2月刊蛋白質(zhì)的PEG修飾劉廣林（白城市第一中學(xué)，吉林省白城市137000）摘要蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾作為改善蛋白質(zhì)的物理化學(xué)和生物學(xué)特性的有效手段，已經(jīng)得到了越來越多的研究和開發(fā)。本文簡述了蛋白質(zhì)PEG修飾的研究概況，涉及PEG化學(xué)修飾反應(yīng)的類型和影響因素，PEG修飾蛋白的性質(zhì)、應(yīng)用及局限性。關(guān)鍵字蛋白質(zhì)；化學(xué)修飾；PEG1前言2.1PEG修飾劑的分類2.1.1PEG琥珀酰亞胺類衍生蛋白質(zhì)和肽類分子的化學(xué)修飾已經(jīng)成為生物技術(shù)PEG的N-羥基琥珀酰亞胺酯類在pH值為7～9時(shí)與生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前用作蛋白質(zhì)的修飾可以直接與蛋白質(zhì)上的氨基反應(yīng)。將PEG上的羥基

2、衍劑很多，如聚乙二醇、右旋糖苷、聚乙烯吡咯烷酮、聚生為羧基，最常用途徑是通過羥基與琥珀酸酐反應(yīng)，氨基酸、多聚唾液酸等，而聚乙二醇（Polyethylene[2]所得衍生物為PEG琥珀酰亞胺琥珀酸酯。glycol，PEG）則是應(yīng)用最為廣泛的大分子修飾劑之一。2.1.2PEG氨基酸類衍生物聚乙二醇修飾又稱分子的PEG化，是目前分子變通過ｍPEG與正亮氨酸的α-氨基或賴氨酸上的構(gòu)化學(xué)最重要的技術(shù)之一，是用來解決或緩解蛋白和α-氨基和ε-氨基反應(yīng)制備出PEG的氨基酸類衍生多肽在藥用過程中存在的諸多問題的有效途徑。PEG物。PEG的氨基酸類衍生物可以通過Ｎ-羥基琥珀酰是由乙二醇單體聚合而成的線性高

3、分子材料，分子組[2]亞胺進(jìn)一步活化。成為HO-CHCH(OCHCHO)CHCH-OH。PEG的2222n222.1.3PEG三嗪類衍生物分子量范圍是6KD到170KD[1]。這類修飾劑包括活化的PEG1[2-(O-PEG分子末端有兩個(gè)能被活化的-OH基團(tuán)，化methoxypolyethyleneglycol)-4,6-dichloro-s-triazine]學(xué)修飾時(shí)則多采用甲氧基聚乙二醇(ｍPEG)的衍生物和PEG2[2,4-bis(O-methoxypolyethyleneglycol)-6-為修飾劑。多數(shù)情況下PEG衍生物與蛋白質(zhì)的共價(jià)結(jié)chloro-s-tri-azine]。三聚

4、氰酰氯上的氯原子與ｍPEG合是以蛋白質(zhì)分子上的氨基作為修飾位點(diǎn)，這主要是上的羥基反應(yīng)可以得到活化的PEG1和PEG2?；罨囊?yàn)榘被哂杏H核性，并且大多存在于蛋白質(zhì)分子的PEG1和PEG2上的游離氯原子可以分別在pH值為8～表面[1]。PEG鏈還可以與馬來酸酐進(jìn)一步共聚形成梳9和9.5～10時(shí)與蛋白質(zhì)的氨基反應(yīng)[2]。往往用PEG2狀的PEG衍生物，簡稱PM。PEG分子中存在的大量修飾蛋白質(zhì)的效果要更好，可以在較低的修飾程度下乙氧基能夠與水形成氫鍵，使PEG具有良好的水溶獲得免疫原性產(chǎn)物，其生物活性保留比用PEG1修飾性，分子末端剩余的羥基通過適當(dāng)方式活化后可與各[5]的要明顯提高。類蛋

5、白分子相偶聯(lián)。而且PEG無毒，具有良好生物相2.1.4梳形PEG衍生物容性和血液相容性，其生物相容性已通過美國食品和PEG與馬來酸酐形成的共聚物（縮寫形式為PM）藥物管理局(FDA)認(rèn)證[3]。特別是當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)經(jīng)過PEG具有多個(gè)反應(yīng)位點(diǎn)，呈梳形結(jié)構(gòu)。目前，已經(jīng)制備出兩類修飾劑修飾后，修飾劑的許多優(yōu)良性質(zhì)也會(huì)在修飾種活化的PM共聚物，即活化PM13（相對(duì)分子質(zhì)量M≈蛋白中得到體現(xiàn)。對(duì)于各種具有藥用潛能的蛋白來說，13000，ｍ≈8，n≈33，R=H）和活化PM100(相對(duì)分子采用PEG修飾的目的主要有以下三個(gè)方面：(1)增加穩(wěn)[2]質(zhì)量M≈100000，m≈50，n≈40，R=CH3)。定性

6、，延長血漿半衰期；(2)降低免疫原性和抗原性；(3)2.2PEG修飾反應(yīng)的類型與途徑降低毒副作用[4]。最常用的修飾反應(yīng)是親電活化的PEG修飾劑與賴2PEG修飾反應(yīng)氨酸的ε-氨基或蛋白質(zhì)Ｎ-末端的氨基反應(yīng)，典型作者簡介：劉廣林（1954-）白城市第一中學(xué)，高級(jí)教師，從事生物化學(xué)方面研究。7綜述生命科學(xué)儀器2008第6卷/2月刊的PEG修飾劑和修飾反應(yīng)形成的連接鍵類型有：①3PEG修飾蛋白的性質(zhì)羥基琥珀酰胺脂類(NHS酯酰胺鍵)；②環(huán)氧化類(烷基3.1免疫原性鍵)；③羰基咪唑類(尿烷鍵)；④硝基苯基碳酸酯類免疫原性PEG修飾后的蛋白質(zhì)的免疫原性會(huì)有(尿烷鍵)；⑤三氟乙基磺酸酯類(烷基鍵)；

7、⑥醛類(Ｎ顯著的降低，當(dāng)修飾度超過一定值時(shí)，免疫原性會(huì)消末端，schiff堿)。失[3]。PEG修飾劑通過伯胺基團(tuán)與蛋白質(zhì)的反應(yīng)，常常3.2循環(huán)半衰期會(huì)形成不均一的偶合物。不均一主要是指蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)經(jīng)大分子修飾后，循環(huán)半衰期均有不同中同一基團(tuán)被某一修飾劑修飾時(shí)，其化學(xué)反應(yīng)性不相程度的提高。SOD經(jīng)PEG2化后，半衰期從0.667h延同以及不同的基團(tuán)可以與同一種修飾劑發(fā)生同一性質(zhì)長到5.09h，天冬酞胺酶被PEG2修飾后，半衰期從