鑒于PEG修飾對**性質產生的巨大影響,PEG修飾成為藥物研發以及已上市**藥效改善的重要途徑。那么,如何進行PEG修飾則成為重中之重。
藥物,需要選擇合適的PEG來進行分子修飾。對修飾劑的選擇主要考慮以下5個方面:
(1)PEG相對分子質量(Mr)的選擇要綜合考慮生物活性和藥代動力學兩方面的因素。應用過大的PEG修飾蛋白**會導致**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力學性質上沒有本質改變,所以,一般選擇在40000- 60000范圍內的PEG作為修飾。
(2)修飾位點的選擇要根據蛋白質構效關系分析,選擇不與受體結合的蛋白質表面殘基作為修飾位點,這樣修飾后的蛋白質能夠保留較高的生物活性。常用的修飾位點有氨基修飾、羧基修飾和巰基修飾;
(3)PEG修飾劑與氨基酸反應的特異性依賴于修飾劑的化學性質與修飾位點的選擇。目前常見修飾劑見表1;
(4)PEG修飾劑的水解穩定性和反應活性取決于活化基團的穩定性和修飾反應的條件控制,特別是pH的控制。一般來說,PEG修飾劑的反應活性高,則其穩定性就差,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。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修飾劑對蛋白的生物活性影響不同。
最后,選擇合適的蛋白質氨基酸殘基位點或小分子**位點進行定點修飾。用活化后的PEG對合適的蛋白質氨基酸殘基進行定點修飾,從而改善天然蛋白質的療效。蛋白**PEG修飾技術中**的問題就是無法實現定點修飾,修飾產物不均一,給分離純化帶來很大難度,也很大程度上阻礙了臨床應用。根據蛋白質的氨基酸性質和PEG衍生物的特點,科研人員在用PEG進行修飾時,根據蛋白質的構效關系進行分析,選擇不與受體結合的蛋白質表面殘基作為修飾位點,這樣修飾后的蛋白**除具有PEG修飾所帶來的優良性質外依然具有較高的生物活性。目前,已上市**中常見的修飾位點有氨基、羧基、疏基、二硫鍵、糖基以及非極性氨基酸某些特定位點的修飾。
(1)定點修飾氨基
蛋白質分子表面的氨基有較高的親核反應活性,?因而是蛋白質化學修飾中最常被修飾的基團。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對人肝**細胞(SMMC-7721)、人紅白血病細胞(K562)、人宮頸**細胞(HeLa)、人鼻咽**細胞(KB)?和人胃**細胞(BGC)的生長產生的**作用進行比較,?發現PEG修飾后的人干擾素的抗**細胞增殖作用優于修飾前。
(2)定點修飾羧基
有一些蛋白的N端對其生物活性起著重要作用,如果在N端實施PEG修飾則會使蛋白的生物活性喪失,因此將PEG修飾的位點轉移至C端則是一種**的修飾策略。齊岳自主研發的長效GLP-1受體激動劑-聚乙二醇洛塞那肽則是在艾塞那肽的基礎上,對其末端氨基酸的羧基進行PEG修飾,延長**半衰期,**實現一周一次皮下注射給藥即可平穩**控制血糖水平。成為國內**自主研發的長效GLP-1受體激動劑。
(3)定點修飾疏基
目前,可用于疏基修飾的mPEGs包括mPEG-馬來酰亞胺、mPEG-鄰吡啶-二硫醚、mPEG-乙烯基砜以及mPEG-碘乙酰胺等。Goodson等人通過重組技術把Cys殘基引入白介素(rIL-2)的非活性單糖基化位點,?采用馬來酰亞胺活化的PEG?(PEG-maleimide)對其進行修飾,?反應方程式如下圖所示.結果表明,?PEG-Cys-rIL-2?與rIL-2具有幾乎相同的生物活性,?而前者在體循環中的滯留時間是后者的4倍。此外,新上市的A型血友病新藥BAY94-9027也是通過用PEG修飾引入蛋白中的疏基從而發揮藥效。
(4) 定點修飾二硫鍵
目前,已上市**中的賽妥珠單抗便是通過PEG定點修飾抗原結合區的二硫鍵延長半衰期,從而發揮更持久藥效。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 的結合區,其與賽妥珠單抗的結合延長了賽妥珠單抗血漿消除半衰期,該藥批準的適應癥為克羅恩病、類風濕性關節炎、銀屑病性關節炎和強直性脊柱炎。
聚乙二醇修飾殼聚糖包載吉西他濱靶向納米粒(GEM-CHI-PEG)
聚乙二醇修飾腺病毒-陰離子脂質體復合物(PPC-AL-Ad5)
聚乙二醇修飾介孔硅納米粒負載葛根素(PUE@PEG-MSNs)
聚乙二醇修飾大蒜素長循環脂質體 (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
Coverslips, PEG acid coated;PEG酸涂層蓋玻片
Coverslips, PEG amine coated;氨基peg涂層蓋玻片
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