鑒于PEG修飾對(duì)**性質(zhì)產(chǎn)生的巨大影響,PEG修飾成為藥物研發(fā)以及已上市**藥效改善的重要途徑。那么,如何進(jìn)行PEG修飾則成為重中之重。
藥物,需要選擇合適的PEG來(lái)進(jìn)行分子修飾。對(duì)修飾劑的選擇主要考慮以下5個(gè)方面:
(1)PEG相對(duì)分子質(zhì)量(Mr)的選擇要綜合考慮生物活性和藥代動(dòng)力學(xué)兩方面的因素。應(yīng)用過(guò)大的PEG修飾蛋白**會(huì)導(dǎo)致**喪失絕大部分的生物活性。而使用低Mr (<20000)的PEG修飾蛋白**,修飾后的蛋白**較原型**在生物活性和藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)上沒(méi)有本質(zhì)改變,所以,一般選擇在40000- 60000范圍內(nèi)的PEG作為修飾。
(2)修飾位點(diǎn)的選擇要根據(jù)蛋白質(zhì)構(gòu)效關(guān)系分析,選擇不與受體結(jié)合的蛋白質(zhì)表面殘基作為修飾位點(diǎn),這樣修飾后的蛋白質(zhì)能夠保留較高的生物活性。常用的修飾位點(diǎn)有氨基修飾、羧基修飾和巰基修飾;
(3)PEG修飾劑與氨基酸反應(yīng)的特異性依賴于修飾劑的化學(xué)性質(zhì)與修飾位點(diǎn)的選擇。目前常見(jiàn)修飾劑見(jiàn)表1;
(4)PEG修飾劑的水解穩(wěn)定性和反應(yīng)活性取決于活化基團(tuán)的穩(wěn)定性和修飾反應(yīng)的條件控制,特別是pH的控制。一般來(lái)說(shuō),PEG修飾劑的反應(yīng)活性高,則其穩(wěn)定性就差,容易水解;
(5)PEG修飾后的蛋白活性、毒性和抗原性與PEG的大小和修飾類型有關(guān)。一般隨著PEG 的Mr的增大,蛋白的活性損失也逐漸增加,另外不同的PEG修飾劑對(duì)蛋白的生物活性影響不同。
最后,選擇合適的蛋白質(zhì)氨基酸殘基位點(diǎn)或小分子**位點(diǎn)進(jìn)行定點(diǎn)修飾。用活化后的PEG對(duì)合適的蛋白質(zhì)氨基酸殘基進(jìn)行定點(diǎn)修飾,從而改善天然蛋白質(zhì)的療效。蛋白**PEG修飾技術(shù)中**的問(wèn)題就是無(wú)法實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)修飾,修飾產(chǎn)物不均一,給分離純化帶來(lái)很大難度,也很大程度上阻礙了臨床應(yīng)用。根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸性質(zhì)和PEG衍生物的特點(diǎn),科研人員在用PEG進(jìn)行修飾時(shí),根據(jù)蛋白質(zhì)的構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行分析,選擇不與受體結(jié)合的蛋白質(zhì)表面殘基作為修飾位點(diǎn),這樣修飾后的蛋白**除具有PEG修飾所帶來(lái)的優(yōu)良性質(zhì)外依然具有較高的生物活性。目前,已上市**中常見(jiàn)的修飾位點(diǎn)有氨基、羧基、疏基、二硫鍵、糖基以及非極性氨基酸某些特定位點(diǎn)的修飾。
(1)定點(diǎn)修飾氨基
蛋白質(zhì)分子表面的氨基有較高的親核反應(yīng)活性,?因而是蛋白質(zhì)化學(xué)修飾中最常被修飾的基團(tuán)。姚文兵等人以不同濃度的PEG修飾后的人干擾素α-2b和人干擾素α-2b對(duì)人肝**細(xì)胞(SMMC-7721)、人紅白血病細(xì)胞(K562)、人宮頸**細(xì)胞(HeLa)、人鼻咽**細(xì)胞(KB)?和人胃**細(xì)胞(BGC)的生長(zhǎng)產(chǎn)生的**作用進(jìn)行比較,?發(fā)現(xiàn)PEG修飾后的人干擾素的抗**細(xì)胞增殖作用優(yōu)于修飾前。
(2)定點(diǎn)修飾羧基
有一些蛋白的N端對(duì)其生物活性起著重要作用,如果在N端實(shí)施PEG修飾則會(huì)使蛋白的生物活性喪失,因此將PEG修飾的位點(diǎn)轉(zhuǎn)移至C端則是一種**的修飾策略。齊岳自主研發(fā)的長(zhǎng)效GLP-1受體激動(dòng)劑-聚乙二醇洛塞那肽則是在艾塞那肽的基礎(chǔ)上,對(duì)其末端氨基酸的羧基進(jìn)行PEG修飾,延長(zhǎng)**半衰期,**實(shí)現(xiàn)一周一次皮下注射給藥即可平穩(wěn)**控制血糖水平。成為國(guó)內(nèi)**自主研發(fā)的長(zhǎng)效GLP-1受體激動(dòng)劑。
(3)定點(diǎn)修飾疏基
目前,可用于疏基修飾的mPEGs包括mPEG-馬來(lái)酰亞胺、mPEG-鄰吡啶-二硫醚、mPEG-乙烯基砜以及mPEG-碘乙酰胺等。Goodson等人通過(guò)重組技術(shù)把Cys殘基引入白介素(rIL-2)的非活性單糖基化位點(diǎn),?采用馬來(lái)酰亞胺活化的PEG?(PEG-maleimide)對(duì)其進(jìn)行修飾,?反應(yīng)方程式如下圖所示.結(jié)果表明,?PEG-Cys-rIL-2?與rIL-2具有幾乎相同的生物活性,?而前者在體循環(huán)中的滯留時(shí)間是后者的4倍。此外,新上市的A型血友病新藥BAY94-9027也是通過(guò)用PEG修飾引入蛋白中的疏基從而發(fā)揮藥效。
(4) 定點(diǎn)修飾二硫鍵
目前,已上市**中的賽妥珠單抗便是通過(guò)PEG定點(diǎn)修飾抗原結(jié)合區(qū)的二硫鍵延長(zhǎng)半衰期,從而發(fā)揮更持久藥效。Khalili 等合成了PEG-雙砜試劑,能特異性地將二硫鍵末梢定位到 Fab 的結(jié)合區(qū),其與賽妥珠單抗的結(jié)合延長(zhǎng)了賽妥珠單抗血漿消除半衰期,該藥批準(zhǔn)的適應(yīng)癥為克羅恩病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、銀屑病性關(guān)節(jié)炎和強(qiáng)直性脊柱炎。
聚乙二醇修飾殼聚糖包載吉西他濱靶向納米粒(GEM-CHI-PEG)
PEG修飾大蒜素長(zhǎng)循環(huán)脂質(zhì)體(PEG-DATS-LCL)
聚乙二醇修飾金納米粒子負(fù)載石墨烯(GO@Au-PEG)
聚乙二醇修飾腺病毒-陰離子脂質(zhì)體復(fù)合物(PPC-AL-Ad5)
PEG修飾長(zhǎng)春瑞濱脂質(zhì)體(PEG-VRB)
聚乙二醇修飾介孔硅納米粒負(fù)載葛根素(PUE@PEG-MSNs)
聚乙二醇修飾藻藍(lán)蛋白亞基脂質(zhì)體(PEG-PCS-lip)
聚乙二醇修飾的多西他賽長(zhǎng)循環(huán)脂質(zhì)體
聚乙二醇修飾大蒜素長(zhǎng)循環(huán)脂質(zhì)體 (PEG-DATS-LCL)
ICG-PEG-DMPE 吲哚菁綠-聚乙二醇-二肉豆蔻酰基磷脂酰乙醇胺
偶氮苯-聚乙二醇-醛基乙醛azobenzene-PEG-CHO
偶氮苯-聚乙二醇-生物素azobenzene-PEG-Biotin
PEG-PLL-PLGA 聚乙二醇-聚賴氨酸-聚乳酸羥基乙酸
樹(shù)枝狀高分子-多肽PAMAM-PEG-Angiopep
Coverslips, PEG acid coated;PEG酸涂層蓋玻片
Coverslips, PEG amine coated;氨基peg涂層蓋玻片
聚乙二醇修飾的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料UCNP-PEG
聚二甲基硅氧烷/聚偏氟乙烯(PDMS/PVDF)復(fù)合膜
聚乙二醇修飾冬凌草甲素納米脂質(zhì)體(PEG-ORI)
聚乙二醇修飾海葵神經(jīng)毒素(mPEG-rhk2a)
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