依那西普抗体的活性结构保护
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依那西普治疗幼年脊柱关节病相关髋关节病变的临床观察及护理摘要:目的:探讨依那西普治疗幼年脊柱关节病相关髋关节病变的临床观察及护理。
方法:依那西普25mg/次,皮下注射,每周1次或每周分两次给药(最大用量至50 mg/w),疗程12周;12周后,部分患者减量继续维持治疗。
记录患者治疗前、后症状、体征、红细胞沉降率(esr)及c-反应蛋白(crp)等实验室指标及不良反应。
结果:依那西普治疗12周后,患者外周关节炎数、肌腱端炎数均较前明显减少,腰痛也较前明显缓解。
最常见的不良反应主要是注射部位的反应和上呼吸道感染。
关键词:幼年脊柱关节病;依那西普;护理【中图分类号】r725.9【文献标识码】a【文章编号】1672-3783(2012)03-0400-02幼年脊柱关节病(jspa)是一组病因不清,发病与hla-b27相关、16岁以前好发的风湿性疾病。
有研究显示[1],约40%的jspa患儿10~15年后出现功能残疾,其中髋关节损害是致残的主要因素,因此预防髋关节破坏,是治疗的重要一环。
近几十年来,使用传统的抗风湿药物如非甾体抗炎药(nsaids)、激素和病情缓解的抗风湿药(dmards)治疗jspa虽然显示出了一定的疗效,但仍有相当一部分患者治疗效果不理想,近十多年研究发现肿瘤坏死因子-α(tnf-α)在幼年脊柱关节病的发病机制以及炎症过程中起着重要的作用[1],现将我院近几年使用重组人ⅱ型肿瘤坏死因子受体-抗体融合蛋白(依那西普)治疗25例幼年脊柱关节病相关髋关节病变的临床观察及护理总结如下。
1 临床资料1.1 一般资料:选择2007年6月-2011年6月在宁夏医科大学附属医院风湿免疫科就诊的患者,均符合欧洲脊柱关节病研究组1991年分类标准。
25例jspa伴发髋关节病变的患者入组时均使用过至少1种nsaids或激素治疗,同时联用甲氨蝶呤或柳氮磺吡啶片治疗至少2月以上,有单侧或双侧髋关节疼痛及活动受限。
肿瘤坏死因子α及其抑制剂的研究进展肿瘤坏死因子(TNF)α是一种在多种生物效应中起作用的细胞因子,主要由单核细胞、巨噬细胞和胸腺依赖淋巴细胞产生,分为溶解型和膜结合型。
TNFα通过与其受体(TNFR)特异性结合引起一系列细胞因子改变,进而实现促细胞生长和程序性细胞死亡并促进牙周炎、种植体周围炎以及局限性肠炎和类风湿性关节炎等疾病发展的作用。
TNFα抑制剂分为大分子抑制剂和活性小分子抑制剂,种类繁多,作用机制复杂,已大量应用于临床治疗并取得了优异的疗效;而新型TNFα抑制剂TNFR1前配体结合序列复合物对于TNFα引起的程序性细胞死亡、关节炎破骨活动有明显的抑制作用,具有治疗TNFα参与的炎性疾病的潜能。
标签:肿瘤坏死因子;肿瘤坏死因子受体;抑制剂;作用机制[文献标志码]A在牙周炎和种植体周围炎等炎性疾病中,肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)α是释放最早并起枢纽作用的炎性因子,其下游的核因子(nuclear factor,NF)-κB会改变破骨细胞NF-κB受体活化因子配基和骨保护因子的表达,而RANKL与OPG间的比例变化可以参与破骨细胞的形成,导致骨的吸收。
TN Fα达到一定质量浓度时还可以直接抑制成骨细胞的增殖和分化。
TNFα不仅在种植体周围炎及其所引起的失败种植体周高表达,而且其表达水平与炎症和骨吸收的严重程度呈正相关。
在许多TNFα相关疾病的治疗过程中,TNFα抑制剂收到了明显的疗效;但是,随着有关TNFα的作用机制逐渐清晰,人们对TNFα抑制剂有着更高的期盼,希望其可以更精确地作用到疾病产生的核心步骤,更少的不良反应,又不影响TNFα在宿主防御中可能起到的有利的生物学功能。
1 TNFαTNFα是一种在多种生物效应中起作用的细胞因子,属于TNF超家族成员。
TNFα主要由单核细胞、巨噬细胞和胸腺依赖淋巴细胞(简称T细胞或T淋巴细胞)产生,其主要作用是促炎症反应发生发展和调节自身免疫,譬如炎性骨吸收、程序性细胞死亡和自身免疫疾病等。
依那西普:改善强直性脊柱炎症状的有效方法作为一个长期受到强直性脊柱炎困扰的患者,我深知这种疾病给生活带来的不便和痛苦。
幸运的是,依那西普这一药物的出现,为我带来了改善症状的有效方法。
在这篇文章中,我将详细介绍依那西普如何帮助我应对强直性脊柱炎。
让我们了解一下强直性脊柱炎。
它是一种慢性的自身免疫性疾病,主要影响脊柱和骨盆的关节。
病程发展缓慢,但会导致脊柱的纤维化和僵硬,进而影响正常的活动和姿势。
患者常常出现背痛、晨僵、疲劳等症状,严重时甚至会导致关节融合,使患者终身瘫痪。
在强直性脊柱炎的治疗中,依那西普作为一种生物制剂,具有显著的疗效。
依那西普是一种肿瘤坏死因子α(TNFα)拮抗剂,可以有效抑制TNFα这一炎症因子的活性。
TNFα在强直性脊柱炎的发病机制中起着关键作用,它能够促进炎症细胞的浸润和活化,加剧关节炎症。
因此,通过抑制TNFα的活性,依那西普能够明显减轻炎症反应,缓解患者的症状。
在我开始使用依那西普之前,我曾尝试过多种治疗方法,如非甾体抗炎药、病变部位的局部注射等,但效果并不理想。
然而,自从开始接受依那西普治疗后,我的症状得到了显著的改善。
背痛和晨僵的症状明显减轻,我现在可以轻松地起床,不再需要长时间的对症治疗。
我的活动能力也得到了很大的提高,我可以自由地行走、弯腰和扭转,不再受限于疾病带来的困扰。
然而,依那西普治疗并非没有副作用。
作为一种生物制剂,它可能会引起注射部位的反应、皮疹、肝功能异常等不良反应。
在我个人的治疗过程中,也曾出现过这些副作用,但大多数情况下,它们都是轻微的,可以通过适当的处理得到缓解。
值得注意的是,依那西普治疗需要医生的指导和监督,患者不能自行购买和使用。
依那西普作为一种治疗强直性脊柱炎的有效方法,为我带来了显著的疗效。
通过抑制炎症因子的活性,它缓解了我的症状,提高了我的生活质量。
然而,也需要注意的是,依那西普治疗并非适合所有患者,具体的使用方案需要根据医生的评估和患者的实际情况来确定。
依那西普治疗强直性脊柱炎的临床研究进展在近年来,强直性脊柱炎(Ankylosing Spondylitis,AS)的治疗领域取得了突破性的进展。
其中,依那西普(Etanercept)作为一种肿瘤坏死因子α(TNFα)拮抗剂,已经成为治疗强直性脊柱炎的关键药物。
本文将详细介绍依那西普治疗强直性脊柱炎的临床研究进展,以及在临床实践中的应用和未来发展方向。
一、依那西普的作用机制依那西普是一种可溶性生物制剂,可以抑制TNFα与受体p55和p75的结合,从而阻断TNFα介导的炎症信号传导。
TNFα是一种重要的炎症介质,参与调控炎症反应和免疫反应。
在强直性脊柱炎患者中,TNFα水平升高,导致炎症反应加剧,从而引起脊柱和骨盆的炎症。
通过抑制TNFα的作用,依那西普可以减轻炎症反应,改善患者的症状。
二、依那西普治疗强直性脊柱炎的临床研究1. 早期临床试验早期的临床试验主要关注依那西普的安全性和有效性。
这些研究结果显示,依那西普可以显著改善强直性脊柱炎患者的症状,降低疾病活动度,改善脊柱活动度,并减少炎症指标。
依那西普治疗强直性脊柱炎的疗效与剂量相关,较高剂量的依那西普疗效更佳。
2. 长期临床试验长期的临床试验主要关注依那西普治疗强直性脊柱炎的长期疗效和安全性。
这些研究结果显示,长期使用依那西普可以持续改善患者的症状,延缓疾病进展,降低患者手术的风险。
同时,依那西普的长期使用安全性良好,不良反应主要为注射部位反应和感染。
3. 对比临床试验对比临床试验主要关注依那西普与其他生物制剂或传统药物的疗效和安全性。
这些研究结果显示,依那西普在改善强直性脊柱炎症状、降低疾病活动度、改善脊柱活动度方面,与其他生物制剂如阿达木单抗(Adalimumab)和英夫利西单抗(Infliximab)相当。
依那西普与其他药物联合使用时,可以进一步提高疗效。
三、依那西普治疗强直性脊柱炎的临床应用1. 适应症和禁忌症:依那西普适用于中至重度强直性脊柱炎患者,尤其是那些对传统药物治疗无效或不能耐受的患者。
TNF与依纳西普作者:杨浩然专业:生基学号:14403820摘要:简要介绍肿瘤坏死因子(TNF)的结构和生物学活性,及其在体内进行细胞信号传导的作用机制,并介绍TNF在类风湿性关节炎等自身免疫病中的可能作用。
简要说明TNF抑制剂依那西普的结构及其作用机理。
目前普遍认为,TNF最早是1975年由Carswell发现的。
Carswell在研究中观察到,经卡介苗致敏的小鼠被注射大肠杆菌内毒素后,血清中出现一种物质,该物质在体内可以使移植肿瘤发生出血、坏死,遂将该物质命名为肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF)。
TNF主要由活化的巨噬细胞,NK细胞及T淋巴细胞产生。
1985年Shalaby把巨噬细胞产生的TNF命名为TNF-α,把T淋巴细胞产生的淋巴毒素(lymphotoxin,LT)命名为TNF-β。
虽然TNF-α与TNF-β仅有约30%的同源性,但它们却拥有共同的受体。
TNF-α的生物学活性占TNF总活性的70 %~95 %,因此目前常说的TNF多指TNF-α[1]。
人类TNF-α基因于1985年成功克隆,定位于6p21.4,长约3.6 kbp,有4个外显子和3个内含子,与主要组织相容性复合体(MHC)基因紧密连锁位于HLA-B 和 HLA-C2 位点之间的 MHC3 类基因区内,由TNFA和TNFB组成,分别编码TNF -α和TNF-β。
位于启动子区238位和308位存在单核苷酸多态性,被认为可调节TNF的转录水平,与慢性乙肝、自身免疫性疾病、胰岛素抵抗、肿瘤等多种疾病的易感性相关。
TNF基因编码的mRNA约1.7 kbp,在其3`非翻译区有一段许多细胞因子都具有的保守TTATTTAT序列(AU富含元件,ARE)。
TNF-α前体由233个氨基酸组成(26 kDa),其中包含由76个氨基酸残基组成的信号肽,在TNF转化酶TACE的作用下,切除信号肽,形成成熟的157个氨基酸残基的TNF-α(17 kDa)。
Erelzi(依那西普etanercept-szzs)注射液使用说明书2016年第一版批准日期:2016年8月30日;公司:Sandoz Inc.美国FDA批准Erelzi,对恩利[Enbrel]一个生物相似药/scripts/cder/drugsatfda/index.cfm?fuseaction=Sea rch.DrugDetailsFDA药品评价和研究中心主任Janet Woodcock,M.D.说:“对有类风湿样和自身免疫疾病患者生物相似药途径是改善取得治疗的重要机制,”“我们仔细地评价这些分子的结构和功能性特征。
患者和提供者可有可信度与参比产品在安全性和疗效没有临床意义的差别。
”不是作为一种可互换的[interchangeable]产品。
.处方资料重点这些重点不包括安全和有效使用ERELZITM所需所有资料。
请参阅ERELZI完整处方资料。
ERELZI(依那西普[etanercept]-szzs)注射液,为皮下使用美国初次批准:2016 ERELZI(依那西普-szzs)是对ENBREL®(依那西普)生物相似药*适应证和用途ERELZI是一种肿瘤坏死因子(TNF)阻断剂适用为以下的治疗:•类风湿样关节炎(RA)(1.1)•年龄2岁或以上多关节幼年特发性关节炎(JIA)患者(1.2)•银屑病关节炎(PsA)(1.3)•强直性脊柱炎(AS)(1.4)•斑块性银屑病(PsO)(1.5)剂量和给药方法ERELZI是通过皮下注射给予。
•成年RA和PsA(2.1) 50 mg每周1次有或无氨甲喋呤[methotrexate](MTX)•AS(2.1) 50 mg每周1次•成年PsO(2.2) 50 mg每周3次共3个月,接着50 mg每周1次•JIA(患者体重>63 kg)(2.3)0.8 mg/kg每周,与一个最大50 mg每周剂型和规格⑴注射液:25 mg/0.5 mL和50 mg/mL溶液在一个单剂量预装注射器与BD UltraSafe Passive® 针护(3)⑵注射液:50 mg/mL溶液在单剂量预装Sensoready® 笔(3)禁忌证⑴败血症(4)⑵–用ERELZI建议不使用环磷酰胺[Cyclophosphamide] (7.3)警告和注意事项⑴一个活动性感染期间不要开始ERELZI。
依那西普注射液后的副作用依那西普注射液是一种用于治疗各种感染疾病的抗生素药物。
然而,就像其他药物一样,依那西普注射液也可能会引起一些副作用。
在使用依那西普注射液时,患者需要注意可能出现的副作用,并及时就医处理。
常见的副作用包括:1. 肠道反应,依那西普注射液可能会引起腹泻、恶心、呕吐等肠道反应。
这些副作用通常是轻度的,但在一些情况下可能会严重影响患者的生活质量。
如果出现严重腹泻或呕吐,患者应及时就医,以避免脱水等并发症的发生。
2. 过敏反应,依那西普注射液可能会引起过敏反应,包括皮疹、荨麻疹、呼吸困难等。
在使用依那西普注射液时,患者需要密切观察自己的身体反应,一旦出现过敏反应的症状,应立即就医处理。
3. 肝功能异常,长期使用依那西普注射液可能会对肝脏造成一定的损害,导致肝功能异常。
如果患者在使用依那西普注射液后出现黄疸、腹胀、食欲减退等肝功能异常的症状,应及时就医检查肝功能,以便及时调整治疗方案。
4. 肾功能异常,依那西普注射液在一些情况下可能会对肾脏造成损害,导致肾功能异常。
如果患者在使用依那西普注射液后出现尿量减少、尿液颜色异常等肾功能异常的症状,应及时就医检查肾功能,以便及时调整治疗方案。
5. 血液系统异常,长期使用依那西普注射液可能会对血液系统造成损害,导致贫血、血小板减少等血液系统异常。
如果患者在使用依那西普注射液后出现乏力、出血倾向等血液系统异常的症状,应及时就医检查血液系统,以便及时调整治疗方案。
除了上述常见的副作用外,依那西普注射液还可能会引起其他一些不太常见的副作用,如神经系统异常、心血管系统异常等。
在使用依那西普注射液时,患者需要密切观察自己的身体反应,一旦出现异常症状,应及时就医处理。
此外,使用依那西普注射液时还需要注意以下几点:1. 严格按照医生的建议和处方使用依那西普注射液,不要随意更改剂量和使用方法。
2. 在使用依那西普注射液期间,应避免饮酒和吸烟,以免影响药物的疗效。
依那西普(Enalapril)是一种常用的高血压药物,属于血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)类药物。
它通过抑制血管紧张素转换酶,阻断血管紧张素Ⅱ的合成,从而降低血压,减轻心脏负担,改善心脏功能。
以下是关于依那西普的详细介绍。
一、依那西普的化学结构依那西普的化学名为(S)-1-[N-(1-乙氧羰基-3-苯基丙基)-L-丙氨基]-L-丙氨酸,其分子式为C20H28N2O5,分子量为376.45。
依那西普的结构式如下图所示:二、依那西普的药理作用依那西普是一种血管紧张素转换酶(ACE)抑制剂,它能够抑制ACE的活性,从而阻断血管紧张素Ⅱ的合成。
血管紧张素Ⅱ是一种强烈的血管收缩剂,能够收缩血管,增加心脏的负担,导致高血压和心脏病的发生。
依那西普的作用是通过降低血管紧张素Ⅱ的水平,扩张血管,降低血压,减轻心脏负担,改善心脏功能。
三、依那西普的临床应用依那西普是一种常用的高血压药物,也可用于心力衰竭、冠心病等心血管疾病的治疗。
依那西普的剂量和用法应根据患者的具体情况进行调整,通常剂量为每天10-40毫克,口服一次或分次服用。
依那西普的不良反应较少,常见的不良反应包括头痛、咳嗽、低血压、头晕等。
四、依那西普的临床研究依那西普的临床研究表明,它能够显著降低高血压患者的血压,减轻心脏负担,改善心脏功能。
同时,依那西普还能够降低心脏病患者的死亡率和住院率,提高生活质量。
例如,一项名为SOLVD(Studies of Left VentricularDysfunction)的研究表明,依那西普能够显著降低心力衰竭患者的死亡率和住院率。
五、依那西普的注意事项依那西普具有一定的禁忌症,如对依那西普过敏、孕妇、哺乳期妇女、严重肝功能不良患者等。
在使用依那西普时,应注意避免与其他药物的相互作用,如利尿剂、钾保留剂、N SAIDs等。
此外,长期使用依那西普可能会导致肾功能损害,应定期检查肾功能。
六、结语依那西普是一种常用的高血压药物,具有显著的降压作用和心脏保护作用。
单克隆抗体依那西普融合蛋白的活性结构保护潘琦;李代禧;郭柏松;杨春生;杨智【期刊名称】《高等学校化学学报》【年(卷),期】2016(000)002【摘要】The thermodynamic stability of etanercept in different concentrations of the protective agent was in-vestigated. The approaches of umbrella sampling and steered molecular dynamic simulation were adopted to study the dissociation of dimer etanercept with Gromacs software and amber99sb-ildn united atomic force field. The results indicated that the trehalose has ability to enhance the stability of dimer etanercept, and the protec-tive effect of etanercept with trehalose and mannitol is better than with pure trehalose. In addition, the type of protective agent and alternative specific adsorption position can impact the effect of protecting active structure of etanercept observably.%采用拉伸模拟和伞状采样的方法,利用 Gromacs 软件和 Amber99sb-ildn 分子力场研究了不同浓度的海藻糖体系和海藻糖-甘露醇复合体系中单克隆依那西普融合蛋白二聚体的解离过程。
依那西普致丙氨酸氨基转移酶升高2例梁健华;黄彦弘【摘要】目的:了解依那西普治疗强直性脊柱炎(AS)时对肝功能的影响.方法:分析2例AS患者用药后引起丙氨酸氨基转移酶异常改变的情况.结果:2例患者均因强直性脊柱炎皮下注射依那西普1~2周后引起丙氨酸氨基转移酶升高,经保肝治疗2~4周后肝功恢复正常.结论:依那西普(益赛普)能抑制可溶性肿瘤坏死因子(TNF)的活性,调节炎症反应过程,用于早期及活动性AS患者的治疗.在使用依那西普治疗过程中可引起丙氨酸氨基转移酶升高,经保肝治疗后肝功可恢复正常.【期刊名称】《中国医院用药评价与分析》【年(卷),期】2011(011)010【总页数】2页(P935-936)【关键词】依那西普;丙氨酸氨基转移酶升高;强直性脊柱炎【作者】梁健华;黄彦弘【作者单位】北京大学第四临床医学院,北京积水潭医院,北京100035;北京大学第四临床医学院,北京积水潭医院,北京100035【正文语种】中文【中图分类】R969.3强直性脊柱炎(ankylosingspondylitis,AS)是一种慢性进行性疾病,主要侵犯骶髂关节、脊柱骨突、脊柱旁软组织及外周关节,特别是髋关节受累,并可伴发关节外表现,严重者可发生脊柱畸形和关节强直,使患者活动受限。
依那西普(益赛普)是重组人Ⅱ型肿瘤坏死因子受体-抗体融合蛋白,用DNA重组技术生产的可溶性肿瘤坏死因子(TNF)受体,它能竞争性地结合TNF,从而抑制TNF活性,调节炎症反应过程。
本品疗效快且疗效不随用药时间延续而降低,近年来被广泛用于早期及活动性AS患者的治疗,约80%的患者病情如晨僵、脊背痛、肌腱末端炎、扩胸度、红细胞沉降率(ESR)和C反应蛋白(CRP)等可获改善。
据国外文献报道,因其对TNF-α的亲合性高,同时由于具有人IgG Fc片段,延长了它在人体内的血浆半衰期,皮下注射依那西普的血浆半衰期最长达132 h,因此通常只需每周注射2次[1]。
文章编号:1007 − 6735(2018)03 − 0225 − 06DOI: 10.13255/ki.jusst.2018.03.004依那西普抗体的活性结构保护房 筱1, 李代禧1, 郭柏松2, 杨春生2(1. 上海理工大学 医疗器械与食品学院,上海 200093;2. 上海东富龙科技股份有限公司,上海 201108)摘要:采用Gromacs 软件,利用分子动力学模拟方法,研究了在真空干燥及水溶液环境下,抗体蛋白药物依那西普在不同保护剂体系中分子结构的稳定性。
通过分析依那西普的结构变化以及抗体蛋白与保护剂之间的相互作用,采用单因素方差法,给出了不同保护体系与抗体蛋白之间的差异。
结果表明,海藻糖–甘露醇复合保护体系和蔗糖–甘露醇复合保护体系对抗体蛋白的稳定效果明显优于海藻糖单一保护体系,其中海藻糖–甘露醇复合保护体系对依那西普抗体蛋白活性结构的保护效果最好。
这说明不同的小分子保护剂可以协同保护蛋白药物的活性结构,溶剂化环境对于抗体蛋白的稳定性具有显著影响,而真空冷冻干燥可以提高其结构的稳定性。
关键词:依那西普;生物活性结构;稳定性;协同保护中图分类号:O 6-39 文献标志码:ABioactive Structural Protection of Antibody EtanerceptFANG Xiao 1, LI Daixi 1, GUO Baisong 2, YANG Chunsheng2(1. School of Medical Instrument and Food Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China ; 2. Injection Laboratory, Shanghai Tofflon Science andTechnology Co., Ltd., Shanghai 201108, China )Abstract: The structural stability of antibody protein etanercept was studied in different protectivesystems, including the vacuum freeze-drying and aqueous solution environment, by using the molecular dynamics simulation method with Gromacs software. Through analyzing the structural changes of etanercept as well as the intermolecular interaction between etanercept and protectants, the significant difference between various protective systems and antibody protein was analyzed by one-factor analysis of variance. The results show that the stabilizing effect of both trehalose-mannitol complex protective system and the sucrose-mannitol complex system on antibody protein is better than that of the single trehalose system, and the trehalose-mannitol complex protective system is most effective to preserve the bioactive structure of etanercept.This indicates that the small molecule protectants can synergistically protect the bioactive structure of antibody proteins, and the solvent environment has a significant effect on the stability of antibody proteins, while the vacuum freeze-drying can improve the stability of their bioactive structure.Keywords: etanercept ; bioactive structure ; stability ; synergistical protection上 海 理 工 大 学 学 报第 40 卷 第 3 期J. University of Shanghai for Science and Technology Vol. 40 No. 3 2018收稿日期:2017−08−06基金项目:上海市自然科学基金资助项目(12ZR1420400);上海市科委国际合作项目(12430702000);上海市教委创新项目(14YZ092)第一作者:房 筱(1992–), 男, 硕士研究生.研究方向: 计算生物学.E-mail: fangxiao44@依那西普(etanercept),是全人源化肿瘤坏死因子(TNF-α)拮抗剂。
它可以特异性地与TNF-α结合,竞争性阻断TNF-α与细胞表面的受体结合[1],主要用于治疗类风湿性关节炎[2]、强直性脊柱炎[3]、斑块型银屑病[4]、银屑病性关节炎[5]、幼年特发性关节炎[6]以及中毒性表皮坏死松懈症[7]等疾病。
由于该类药物复溶后的稳定性极差,故通常会加入海藻糖(trehalose, TRE)、蔗糖(sucrose, SUC)、甘露醇(mannitol, MAN)等保护剂作为辅料[8],以稳定抗体蛋白药物的活性结构。
在文献[9]中选用海藻糖和甘露醇作为保护剂。
虽然海藻糖对依那西普抗体蛋白具有保护效果,但在实际生产中不可能使用任何单一保护剂对药物蛋白进行保护,获得显著的保护效果,通常需要考虑使用两种或者两种以上的保护剂来稳定蛋白质药物的结构活性[10]。
蛋白药物制备中,有时不免要经历低温或冷冻干燥过程,在此过程中药物分子活性结构容易发生改变,为此经常选择一些活性保护剂加入药物中,并研究药物在溶液中和真空冷冻干燥条件下药物分子的活性变化。
潘琦等[11]采用拉伸分子动力学和伞状采样研究了依那西普抗体蛋白的解离过程,通过计算其解离自由能,分析了依那西普抗体蛋白在真空干燥和水溶液环境下的稳定性,但对于其本身结构的变化情况、抗体蛋白与保护剂之间的相互作用,以及保护剂的保护作用机制并未进行深入研究。
而且随着计算机运算能力和模拟算法设计的不断改进,分子动力学方法越来越广泛地应用于蛋白质的研究中[12]。
为此,本文以热敏性抗体蛋白依那西普为研究对象,选择海藻糖、蔗糖和甘露醇为保护剂,采用分子动力学模拟方法,对依那西普进行单一保护和复合保护研究。
研究了在溶液和真空干燥环境下,保护剂对依那西普活性结构的保护作用与规律,以及保护剂的保护作用机制,从分子角度阐述保护剂对生物大分子的保护作用机理。
1 原理与方法1.1 原理分子间接触数表征两分子之间相互作用的强弱,在本研究中当两个原子间的间距小于0.35 nm 时,才认为原子间相互接触,视作一个接触数[13]。
因此通过计算依那西普与保护剂以及依那西普与水之间的接触数,以分别表征依那西普蛋白分子与保护剂分子和水分子之间作用力的强弱以及依那西普的优先作用倾向。
接触数越大,表明分子间的结合作用越强;反之结合作用越弱。
由于这3组体系分子数不同,含有的原子数也不同,因此模拟系统中保护剂和水分子原子总数差异较大。
为了准确比较依那西普分子与不同保护剂或水分子结合作用的相对大小,本研究引用接触系数的定义[13],定义依那西普的接触系数C式中:N T为依那西普与保护剂的接触数;N W为依那西普与水分子的原子接触数;M T为保护剂分子的总原子数;M W为水分子的总原子数。
C TW数值越大,表明依那西普与保护剂分子之间的结合作用越强,且依那西普是优先与保护剂作用的。
1.2 构建模型依那西普晶体结构(PDB ID:3AVE)从PDB数据库获得,获取地址为/pdb/ explore/explore.do?structureId=3ave,具体分子结构如图1所示。
海藻糖、蔗糖、甘露醇的分子结构分别采用Gaussion 09化学软件在B3LYP/6-31G*方法下进行结构优化[14],优化后的结构为最终结构,如图2所示。
图 1 依那西普的三维结构Fig.1 Three-dimensional structure of etanercept⊣㬧㈂㩃㈂⩄䱞䚳图 2 海藻糖、蔗糖、甘露醇的分子结构Fig.2 Molecular structures of trehalose, sucrose and mannitol226上 海 理 工 大 学 学 报2018 年 第 40 卷1.3 模拟方法分子动力学模拟方法采用 Gromacs 5.1.4生物大分子软件包[15],其中依那西普蛋白选用Amber99sb-ildn力场[16],水分子选用TIP3P模型[17]。
在模拟过程中,时间步长设定为1 fs,范德华相互作用利用Lenard-Jones函数计算[18],截断设为1.0 nm。
为了修正范德华分子间的远程相互作用,邻近作用半径设为1.0 nm,每10步重建一次邻近列表。
采用PME(particle mesh Ewald)方法[19]用于静电相互作用的远程修正,静电相互作用的截断设定为1.0 nm。
首先,建立9 nm × 9 nm × 9 nm的周期性体系,每个体系中分别添加相应的保护剂,添加离子中和体系电荷,共构建了3组保护体系以及1组对照体系,如表1所示。
每个体系分别进行5 000步的能量最小化,再以LINCS(linear constraint solver)方法[20]限制所有化学键的键长,利用 Maxwell 分布方法[21]设置体系各原子的初始速度,并通过 Velocity-rescale方法[22]控制体系的温度为 300 K,耦合常数为 0.1,同时系统压力采用 Berendsen方法[23]设定体系的压强耦合常数为0.5。