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1、概念從廣義上說：凡通過化學(xué)基團(tuán)的引入或除去，而使蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，都可以稱為蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾。包括兩個(gè)方面：（1）側(cè)鏈基團(tuán)的改變；(2）主鏈結(jié)構(gòu)的改變，前者屬于化學(xué)修飾的范疇，而后者則屬于基因重組和定點(diǎn)突變的方法。蛋白質(zhì)化學(xué)修飾的意義改變蛋白質(zhì)的藥代動(dòng)力學(xué)調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性以及活性改變蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象化學(xué)修飾的原理影響蛋白質(zhì)化學(xué)修飾反應(yīng)進(jìn)程的因素有：1蛋白質(zhì)功能基的反應(yīng)性（親核性）1.1基團(tuán)之間的氫鍵及靜電作用1.2基團(tuán)之間的空間位阻2修飾劑的反應(yīng)性2.1選擇吸附2.2靜電相互作用2.3位阻因素化學(xué)修飾的方法學(xué)1試劑的選擇水解穩(wěn)定
2、性；蛋白質(zhì)的修飾位點(diǎn)，反應(yīng)類型以及專一性；修飾劑的大??；連接鍵的穩(wěn)定性、毒性和抗原性；修飾后是否需要進(jìn)一步的分離；是否適于建立快速、方便的分析方法；是否能夠簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的合成或購買反應(yīng)條件的選擇考慮因素包括pH、反應(yīng)溫度、反應(yīng)介質(zhì)以及緩沖液組成允許反應(yīng)順利進(jìn)行不能造成蛋白質(zhì)的不可逆變性有利于專一性修飾蛋白質(zhì)修飾反應(yīng)的類型?；捌湎嚓P(guān)反應(yīng)烷基化反應(yīng)氧化還原反應(yīng)芳香環(huán)取代反應(yīng)蛋白質(zhì)的PEG修飾聚乙二醇(polyethyleneglycol,PEG)修飾又稱分子的PEG化(PEGalation),是目前蛋白質(zhì)化學(xué)修飾最重要的技術(shù)之一,是用來解決或
3、緩解蛋白和多肽在藥用過程中存在的諸多問題的有效途徑。PEG是由乙二醇單體聚合而成的線性高分子材料,分子組成為HO-CH2-CH2-(O-CH2-CH2-O)n-CH2-CH2-OH;PEG鏈還可以與馬來酸酐進(jìn)一步共聚形成梳狀的PEG衍生物,簡(jiǎn)稱PM。PEG分子中存在的大量乙氧基能夠與水形成氫鍵,使PEG具有良好的水溶性;分子末端剩余的羥基通過適當(dāng)方式活化后可與各類蛋白分子相偶聯(lián)。由于PEG無毒,具有良好生物相容性和血液相容性,使它成為一種被廣泛使用的生物修飾材料。對(duì)于各種具有藥用潛能的蛋白來說,采用PEG修飾的目的主要有以下三個(gè)方面:(
4、1)增加穩(wěn)定性,延長(zhǎng)血漿半衰期;(2)降低免疫原性和抗原性;(3)降低毒副作用。1增加穩(wěn)定性和延長(zhǎng)血漿半衰期一些以注射方式使用的藥用蛋白,由于在血液中存留的時(shí)間過短,在很大程度上限制了其正常藥效的發(fā)揮。通過PEG修飾,一方面增加了分子量,降低了腎臟的排泄速率;另一方面,偶聯(lián)的PEG鏈在蛋白分子表面產(chǎn)生空間位阻效應(yīng),減弱了血液中各種水解酶對(duì)蛋白的水解作用,從而有效地延長(zhǎng)了蛋白在循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的保留時(shí)間。2降低抗原性和免疫原性通過PEG修飾來消除免疫反應(yīng)活性,將異源性蛋白轉(zhuǎn)化為非免疫原性的藥用蛋白,主要是利用無免疫原性的PEG分子鏈與蛋白表面的
5、基團(tuán)相偶聯(lián),進(jìn)而在蛋白表面形成一道屏障,將暴露的抗原結(jié)合位點(diǎn)屏蔽起來。分子構(gòu)型獨(dú)特的梳狀PEG具有更強(qiáng)的屏蔽功能,因而在這方面的應(yīng)用更為普遍。3降低毒副作用通過基因重組技術(shù)獲得的大規(guī)模生產(chǎn)的TNF-a,IL-2和IFN-g等是一類很有前途的抗腫瘤新藥。但由于它們的血漿半衰期短,為達(dá)到顯著的臨床治療效果不得不加大使用劑量,這就常常引起嚴(yán)重的毒副作用。近年來發(fā)現(xiàn),利用PEG修飾技術(shù)對(duì)這些蛋白進(jìn)行處理后,能夠大大增加其血漿穩(wěn)定性,降低使用劑量;或在大的使用劑量下降低毒副作用。近年來,PEG修飾已成為提高其抗腫瘤效能、降低毒副作用的有效手段。P
6、EG對(duì)蛋白藥物修飾的研究及應(yīng)用進(jìn)展蛋白藥物的PEG修飾已卓有成效，國(guó)際知名的制藥公司已經(jīng)或正在積極推進(jìn)蛋白藥物的PEG修飾，1991年第一種用PEG修飾的蛋白藥物PEG-ADA被FDA批準(zhǔn)上市，近幾年上市的有PEG-IFN、PEG-G-CSF、PEG-生長(zhǎng)抑素。目前處于臨床前研究的PEG修飾的蛋白藥物有幾十種，處于臨床實(shí)驗(yàn)的有：超氧化物歧化酶（即將上市，Enzon公司）、白介素-2（Ⅱ期，Chiron公司）、水蛭素（Ⅱ期，BASFAG公司）、抗-TNF-a抗體片段（Ⅲ期，Pharmacia公司）、牛血紅蛋白（Ⅰ期，Enzon公司）、抗-
7、PDGF抗體片段（Ⅱ期，Celltech公司）。TNF-a是一種頗有價(jià)值的腫瘤治療藥物,它具有協(xié)同的抗腫瘤效能:一方面直接表現(xiàn)為對(duì)腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒作用;另一方面可激活宿主的抗腫瘤應(yīng)答并選擇性地引起腫瘤組織內(nèi)部的微循環(huán)障礙。但是,TNF-a在體內(nèi)的清除速率很快,要產(chǎn)生明顯的抗腫瘤效果需要非常大的使用劑量,由此常引發(fā)一系列嚴(yán)重的毒副作用,包括發(fā)熱、組織炎癥和組織損傷,甚至是致命的內(nèi)毒素性休克樣綜合征。要將其轉(zhuǎn)化為一種有效的抗腫瘤藥物必須有效地降低毒副作用,PEG修飾正是為達(dá)到這一目的。研究表明,利用mPEG5000對(duì)TNF-a進(jìn)行化學(xué)修飾,
8、通過對(duì)修飾條件的優(yōu)化處理,不僅能夠有效減少毒副作用,還可提高其抗腫瘤活性。當(dāng)賴氨酸殘基被修飾的程度分別為29%和56%時(shí),其抗腫瘤活性分別增加了4倍和100倍。與天然TNF-a相比,修飾產(chǎn)物的分子量明顯增大
