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海南大学期末考试论文科目：蛋白质工程题目：聚乙二醇修饰在蛋白药物领域的研究进展学号：200904123100**姓名：郭冬阳学院：材料与化工学院系别：生物工程系专业：生物工程指导教师：唐敏完成日期：2012 年12 月29 日聚乙二醇修饰在蛋白药物领域的研究进展摘要随着科学家对蛋白质工程技术的深入研究，聚乙二醇修饰技术已经成为改良蛋白药物最有效的技术之一，得到越来越广泛的应用。
鉴于聚乙二醇本身的特性与蛋白质结构的复杂性，如何使它更好的修饰蛋白并对其修饰位点进行分析鉴定成为科学研究的重点与难点。
本文主要简述就PEG定点修饰的技术和PEG修饰位点的分析检测方法，并展望了PEG修饰技术未来的发展趋势。
关键词：聚乙二醇；蛋白质药物；结构；蛋白质工程；修饰位点一、蛋白质药物的聚乙二醇修饰简介药物的聚乙二醇修饰即聚乙二醇化,是将活化的聚乙二醇通过化学方法偶联到蛋白、多肽、小分子有机药物和脂质体上是一种蛋白质工程分子修饰方法。
药物的聚乙二醇修饰可分为两个阶段。
第一阶段的修饰技术局限于应用相对分子质量低的单甲氧基聚乙二醇(<20000)。
常用的修饰剂有单甲氧基聚乙二醇琥珀酸琥珀酰亚胺酯(mPEG-SS)、单甲氧基聚乙二醇碳酸琥珀酰亚胺酯(mPEG-SC)等,通过酯键或三嗪环将聚乙二醇与药物分子偶联,这种非特异性的不稳定连接方式使得一个药物分子经常连接数个聚乙二醇分子。
但第一代聚乙二醇修饰药物通常表现出不稳定性、较大的毒性和免疫原性,生物活性、药代动力学的性质与原型药物没有本质的改变。
以应用相对分子质量高(>20000)聚乙二醇修饰剂为特征的第二阶段的修饰技术具有连接稳定、定点修饰、控释等特点,修饰后的药物具有更高的生物活性、更好的物理及热稳定性、更高的产品均一性和纯度。
但总得说来,蛋白药物PEG修饰技术中最大的问题就是无法实现定点修饰,修饰产物不均一,给分离纯化带来很大难度,也很大程度上阻碍了临床应用。
蛋白质药物PEG化学修饰指南蛋白质是生物体内重要的功能分子，具有广泛的生物学活性和药理学特性。
然而，许多蛋白质药物在药理特性和药代动力学方面存在一些局限性，例如短半衰期、不稳定性和免疫原性。
为了克服这些问题，PEG（聚乙二醇）化学修饰被广泛应用于蛋白质药物的研究和开发中。
PEG化学修饰可以通过共价结合PEG与蛋白质分子来改善药物的性能，如增加药物在体内的半衰期、提高稳定性和降低免疫原性。
在PEG化学修饰指南中，主要涉及以下几个方面：1.PEG化学修饰的方法：- PEGylation是指将PEG与蛋白质以共价键合的方式连接，一般是通过反应PEG基团与蛋白质表面的氨基酸残基（如Cys、Lys等）进行连接。
- PEG化学修饰的方法有很多种，包括活性酯化、磺酸化、碳酰二亚甲基化等。
不同的化学修饰方法可以实现不同的PEGylation效果。
2.PEG化学修饰的影响因素：-PEG的分子量和结构对修饰效果有显著影响。
PEG的分子量可以影响药物的溶质性、药物在体内的清除速度等。
此外，PEG的结构也会影响修饰的效果，例如PEG的链长、支链结构等。
-蛋白质的性质也会影响PEG化学修饰的效果。
蛋白质的结构、表面氨基酸残基的分布和可修饰性等都会对修饰效果产生影响。
3.评价PEG化学修饰的方法：-对PEG化学修饰效果的评价可以从多个方面进行，包括药物的稳定性、溶质性、免疫原性和药效等。
-其中，评价药物的稳定性可通过测定药物在不同环境条件下的稳定性来进行；溶质性的评价可通过测定药物的水溶性和溶解度来进行；免疫原性的评价可以通过动物实验和免疫学方法进行；药效的评价则需要进行体内体外的药效研究。
4.PEG化学修饰的应用：-PEG化学修饰可以用于改善蛋白质药物的稳定性，提高药物在体内的半衰期，并降低免疫原性。
这使得药物能够更好地在体内发挥药理学作用。
-由于PEG的降解机制复杂，PEG化学修饰也可以用于控制药物的释放速率和疗效。
这对于长期治疗和控制药物血浆浓度非常重要。
peg修饰蛋白质方法PEG修饰蛋白质方法引言：蛋白质是生物体内最重要的功能分子之一，它们在细胞内扮演着各种重要角色。
为了研究蛋白质的功能和相互作用，科学家们开发了各种方法来修饰蛋白质。
其中，聚乙二醇（Polyethylene glycol，PEG）修饰蛋白质的方法被广泛应用于生物医学领域。
本文将介绍PEG修饰蛋白质的方法及其应用。
一、PEG修饰蛋白质的方法1. PEG基团的引入PEG修饰蛋白质的关键是将PEG基团引入蛋白质分子中。
目前常用的方法有两种：一种是通过化学反应将PEG基团与蛋白质共价结合，另一种是通过基因工程技术将编码PEG基团的DNA序列导入到蛋白质的基因中。
2. 化学修饰方法化学修饰方法是将PEG基团与蛋白质中的氨基酸残基或硫醇基团发生反应，形成共价键。
常用的化学修饰方法包括：PEG酰胺化反应、PEG醚化反应和PEG硫醇化反应等。
这些化学反应通常在适当的pH和温度条件下进行，以确保修饰反应的效率和选择性。
3. 基因工程方法基因工程方法是将编码PEG基团的DNA序列导入到蛋白质的基因中，通过细胞内的转录和翻译过程，使蛋白质合成时含有PEG基团。
这种方法可以通过改变基因序列来调控PEG基团的大小和数量，从而实现对修饰蛋白质性质的调控。
二、PEG修饰蛋白质的应用1. 增加蛋白质的稳定性PEG修饰可以增加蛋白质的稳定性，延长其在体内的半衰期。
由于PEG具有较大的分子量和极性，可以形成保护层，防止蛋白质受到蛋白酶的降解或免疫系统的清除。
这使得修饰后的蛋白质在体内停留的时间更长，从而增加了治疗效果。
2. 改善蛋白质的溶解性某些蛋白质在溶液中很难溶解或易于聚集形成沉淀。
PEG修饰可以改变蛋白质的溶解性，使其在溶液中更加稳定。
这对于蛋白质的储存、运输和应用具有重要意义。
3. 调控蛋白质的功能PEG修饰可以改变蛋白质的生物活性和相互作用。
例如，PEG修饰可以调节蛋白质的酶活性、受体结合亲和力和信号转导等功能。
安徽大学硕士学位论文聚乙二醇化重组人生长激素的免疫原性、生物活性及药代动力学研究姓名：陈金武申请学位级别：硕士专业：生物化学与分子生物学指导教师：宋礼华20070501一前言线状ＰＥＧ分支状ＰＥＧ图２分支：ｂｔＰＥＧ与线状ＰＥＧ修饰蛋白质的比较分子量大于ｌｋＤ的ＰＥＧＥＩ服、静脉注射或是经皮肤给药时，无毒性。
过去，多肽和蛋白质只能从天然物质中提纯获得，随着基因工程的发展，这个障碍己基本克服。
但此类药物稳定性差、血浆半衰期短、具有免疫原性，使其在生产和应用方面受到极大限制．７０年代末人们用聚乙二醇修饰牛肝过氧化氢酶，很好地改善了其免疫原性和循环时间。
目前，ＰＥＧ修饰技术正成为大分子药物传递系统研究的热点之－－１１９－２０ｌ。
３ＰＥＧ修饰对蛋白质类药物的影响３．１降低免疫原性消除或降低蛋白质等高分子的抗原性效果明显【２１１．｝天门冬酰胺酶用ＰＥＧ修饰后可消除抗原性。
ＰＥＧ化过程中对赖氨酸的修饰将部分或全部地掩盖表面抗原决定簇，从而降低免疫原性。
某些基因工程类药物疏水性强、缺少糖基，在中性ｐＨ值的环境中易凝集，而凝集物具有潜在的引起免疫应答的可能，ＰＥＧ修饰增加蛋白质的亲水性，减少蛋白质凝集物的形成，从而降低免疫反应的发生１２２１．３．２延长半衰期许多蛋白等高分子经ＰＥＧ修饰后，抗蛋白水解酶、抗抑制剂等失活因子的能力和热稳定性提高，其体内半衰期比天然蛋白质等高分子长，对提高蛋白质等高分子的药用疗效极具意义［２３１。
Ｌ－天门冬酰胺酶经ＰＥＧ修饰后，体内半衰期可延长１３倍。
被修饰药物半衰期延长的机制可能有以下原因：①在分子量为１５．７０ｋＤ的范围内，肾脏清除蛋白质的速率与分子量大小成负相关，蛋白质分子越大，肾脏清除减慢；②蛋白酶，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等酶类，对修饰后蛋白质的水解作用减弱１２４１；＠ＰＥＧ修饰后的蛋白质对网状内皮系统有抗性，而网状内皮系统负责外源蛋白的清除【２５】。
聚７．－－醇化重组人生长激素的免疫原性、生物活性及药代动力学研究四实验结果ｌ聚乙二醇化重组人生长激素免疫原性分析１．１免疫印迹Ｗｅｓｔｅｒｎ－Ｂｌｏｔ免疫印迹（图１－１）结果显示，ＰＥＧｍ，ｔｒＧＨ与两个阳性对照ｒｈＧＨ、ＰＥＧｍｒＧＨ都显色，而阴性对照白蛋白并未显色，说明两种修饰物都能与ｒｈＧＨ单克隆抗体特异性地结合，具有相似的免疫反应性，两种ｍＰＥＧ的修饰都没有改变ｒｈＧＨ的抗原决定簇。
聚乙二醇修饰对医药产品药效和药代动力学的影响聚乙二醇修饰是一种在医药领域中普遍应用的技术，它可以改变药物分子的水溶性、质构和药代动力学，从而优化药物的药效和药物代谢动力学。
本文将旨在探讨聚乙二醇修饰对医药产品药效和药代动力学的影响。
1. 聚乙二醇修饰的原理和方法聚乙二醇是一种高分子化合物，可以与药物分子进行共价或非共价结合。
当聚乙二醇与药物分子结合后，药物分子的水溶性、降解速率和药物代谢动力学都会发生改变。
此外，药物分子与聚乙二醇结合后，可以形成一层聚乙二醇包裹的壳层，提高药物的稳定性和生物可利用性。
因此，聚乙二醇修饰是一种常用的改善药物性能的技术。
聚乙二醇修饰的方法有多种，最常见的是通过酯化反应、胺化反应、硫醇反应或巯基反应等方法将聚乙二醇结合到药物分子上。
其中，酯化反应是最常见的方法，因为它简单易操作，反应条件温和，可大量生产。
此外，一些新的聚合物修饰方法（如氧环化聚合物修饰）近年来也得到广泛的研究。
2. 聚乙二醇修饰对药效的影响聚乙二醇修饰对药效的影响主要是通过改变药物分子的降解速率、生物利用度和分布来实现的。
因为聚乙二醇修饰可以延缓药物分子的降解和代谢，在体内停留时间更长，从而提高药物的生物利用度和效果。
例如，一些质量较轻的化学药物（如阿帕替尼、来那度胺）在体内吸收快，排泄也快，停留时间较短，难以发挥其最大的药效。
这时，通过将聚乙二醇修饰到药物分子上，能够减缓药物分子的代谢速率，从而提高药物的生物利用度和效果。
这种增强药物生物利用度的作用被称为“PE G包裹效应”。
3. 聚乙二醇修饰对药代动力学的影响聚乙二醇修饰对药代动力学的影响是指药物在体内的代谢、吸收、分布和排泄等过程。
与药效不同，聚乙二醇的修饰同样会对药代动力学产生深远的影响。
通常，药代动力学几个方面受影响：- 吸收：聚乙二醇修饰会延缓药物分子的吸收速度，使药物进入血液的速度较慢。
- 分布：通过增加药物在体内的停留时间，聚乙二醇修饰还能改变药物分子的分布。
PEG修饰蛋白药物关键质控方法研究PEG修饰蛋白药物是一种常见的药物改良技术，它通过将聚乙二醇（Polyethylene glycol，简称PEG）共价地结合到蛋白质分子上，形成PEG蛋白复合物。
PEG修饰蛋白药物具有一定的优点，如延长药物在血液中的半衰期，增强溶解度和稳定性，降低免疫原性等。
然而，PEG修饰蛋白药物的质量控制对保证其药效和安全性至关重要。
本文将介绍PEG修饰蛋白药物关键质控方法的研究内容。
首先，对于PEG修饰蛋白药物的关键质控方法之一是蛋白质的PEG化程度的测定。
蛋白质的PEG化程度对其药效和稳定性有重要影响。
通常可以利用高效液相色谱（HPLC）技术或电泳技术来测定PEG化程度。
HPLC技术常用于测定PEG蛋白复合物中PEG的相对含量。
通过校正标准曲线，可以计算出样品中PEG的含量。
电泳技术则可用于测定PEG化蛋白与非PEG化蛋白之间的分子量差异，从而确定PEG化程度。
其次，PEG修饰蛋白药物关键质控方法的另一个方面是蛋白质的稳定性和活性检测。
PEG修饰可以改变蛋白质的结构和功能，因此需要对其稳定性和活性进行验证。
可以使用圆二色光谱（CD）、荧光光谱等技术来研究蛋白质的二级结构和三级结构的变化。
此外，可以使用酶活性测定、生物活性测定等方法来验证蛋白质的功能是否受到PEG修饰的影响。
此外，PEG修饰蛋白药物的质控方法还包括纯度和杂质的检测。
蛋白质的纯度是指样品中目标蛋白质的含量，常用的方法有SDS-、HPLC、质谱等。
杂质的检测包括有机杂质和无机杂质的检测。
有机杂质包括溶剂残留、杂蛋白等，可以通过液相色谱（LC）或气相色谱（GC）方法进行分析。
无机杂质如重金属离子等可以使用质谱等技术进行检测。
最后，PEG修饰蛋白药物的关键质控方法还包括溶解度和稳定性的研究。
由于PEG修饰可以增加蛋白质的溶解度，因此需要研究PEG修饰对蛋白质溶解度的影响。
稳定性是指蛋白质在制剂中的长期稳定性，包括在贮存和运输过程中的稳定性。
聚乙二醇前药设计原理与应用研究进展滕再进;马荔;王志强【摘要】聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）目前被广泛应用于肿瘤药物的修饰，当与药物分子偶联时，可以将其优良性质赋予修饰后的药物分子，改变药物的溶解性，在其修饰的药物周围产生空间屏障，减少药物的酶解，避免药物在肾脏的代谢中很快被消除，同时能被动靶向肿瘤细胞，降低药物毒性。
聚乙二醇是中性、无毒且具有独特理化性质和良好生物相容性的高分子聚合物，也是经美国食品药物管理局（FDA）批准的极少数能作为体内注射给药的合成聚合物之一，已得到市场的认可。
该文综述了近几年聚乙二醇修饰的前药研究进展，且就聚乙二醇修饰的原理、设计、运用及面临的挑战进行了论述。
【期刊名称】《中国药业》【年(卷),期】2014(000)015【总页数】4页(P1-3,4)【关键词】聚乙二醇;前药;被动靶向;修饰【作者】滕再进;马荔;王志强【作者单位】南京圣和药业有限公司，江苏南京210038;南京圣和药业有限公司，江苏南京 210038;南京圣和药业有限公司，江苏南京 210038【正文语种】中文【中图分类】R914.2聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）是中性、无毒且具有独特理化性质和良好生物相容性的高分子聚合物，也是经美国食品药物管理局（FDA）批准的极少数能作为体内注射给药的合成聚合物之一。
通过在Science Direct上检索发现，聚乙二醇修饰的大分子药物（如蛋白、多肽类）已有很多产品上市，如Adagen®，Oncaspar®，Pegasys®，Neulasta®等，但修饰小分子的前药目前仍处于临床研究阶段，而且国内对聚乙二醇的研究项目相对较少。
自2006年以来，美国FDA批准的新分子实体药物（NMEs）数量呈逐年下降趋势，原创新药的研发变得日益困难，使得风险相对较小的前药研究日益受到关注。
聚乙二醇醇修饰蛋白质类药物的研究现状与进展摘要：高分子前药可以控制药物释放速度，降低小分子药物的毒副作用，减少抗药性，增强抗肿瘤药物的靶向性和选择性，提高多肽、蛋白质和核酸类药物的稳定性和有效利用率。
由于聚乙二醇(PEG) 具有与蛋白质相容的特性, 用其对蛋白质类药物进行化学修饰已经成为医学和生物工程领域的热门课题, 得到了广泛的研究和应用。
PEG 修饰的蛋白质类药物已经逐渐成为新一代高效、低毒的治疗药物。
关键词：聚乙二醇蛋白质修饰高分子前药PEG 为一种亲水、不带电荷的线性大分子, 当它与蛋白质的非必需基团共价结合时, 可作为一种屏障挡住蛋白质分子表面的抗原决定簇, 避免抗体的产生, 或者阻止抗原与抗体的结合而抑制免疫反应的发生。
蛋白质经PEG 修饰后, 分子量增加, 肾小球的滤过减少; PEG 的屏障作用保护了蛋白质不易被蛋白酶水解, 同时减少了抗体的产生, 这些均有助于蛋白质类药物循环半衰期的延长。
当然, PEG 修饰也会影响到蛋白质的生物学活性, 这种影响的大小与修饰剂、修饰条件及蛋白质本身的性质等有关。
目前, 国内外对PEG 修饰蛋白质类药物的研究主要集中于天冬酰胺酶、腺苷脱氨酶、干扰素、粒细胞集落刺激因子、白细胞介素、肿瘤坏死因子、超氧化物歧化酶、水蛭素、尿激酶、血红蛋白、单克隆抗体等, 其中腺苷脱氨酶、天冬酰胺酶、粒细胞集落刺激因子1.天冬酰胺酶（ASP）L-天冬酰胺酶（ASNase）能够催化L-天冬酰胺水解成L-天冬氨酸，将其与其他化疗药物相结合是治疗白血病的一种有效手段，但是由于它在血液存留时间短，长期接受治疗的白血病病人需要经常注射。
而ASNase是从大肠杆菌提纯出来的，在重复注射的条件下容易发生危险的免疫病【１】。
PEG修饰后的Ｌ－天冬酰胺酶可以降低免疫原性，聚乙二醇天冬酰胺酶于１９９４年２月上市，是第二个被批准的聚乙二醇药物，用于治疗急性淋巴性白血病和恶性黑色素瘤。
近年来，新的梳状ＰＥＧ衍生物分子ＰＭ１３和ＰＭ１００也被用于蛋白质的修饰。
聚乙二醇表面改性抑制蛋白质非特异性吸附肖锡峰;江小群;周雷激【摘要】Poly ethylene glycol ( PEG) , as a polymer of unique properties in hydrophilicity and electrical neutrality, is well known as a significant material to resist protein adsorption. Here we reviewed some develop ments in recent years in surface modification of PEG on various substrates, including the analysis of PEG structures and characteristics, theoretic interpretation of adsorption resistance, and the strategies of PEG modi fication on hydrophobic surfaces. We also look forward to its development prospects.%聚乙二醇作为一种具有特殊亲水性和电中性的聚合物,被公认为抑制非特异性吸附的重要物质基础.本文综述了近年来利用聚乙二醇对各种用途的基质进行表面改性地研究,包括聚乙二醇本身的结构特点、聚乙二醇抵抗吸附的理论解释、在疏水性表面引入聚乙二醇改性的各种策略,并展望了其发展前景.【期刊名称】《分析化学》【年(卷),期】2013(041)003【总页数】9页(P445-453)【关键词】非特异性吸附;聚乙二醇;表面改性;综述【作者】肖锡峰;江小群;周雷激【作者单位】厦门大学化学化工学院化学系,厦门361005【正文语种】中文蛋白质的非特异性吸附是一种自然发生的现象,从本质上讲,非特异性吸附是有动力学和热力学共同控制的复杂过程[1～4]。
hertz pulse s pectr oscopy t o study the crystalline structure of a drug:a case study of the poly mor phs of ranitidine hydr ochl oride[J ].J Phar m Sci,2003,92(4):83128381[23]Strachan C J,Taday P F,Newnha m D A,et al .U singterahertz pulsed s pectr oscopy t o quantify phar maceutical poly mor phis m and crystallinity [J ].J Phar m Sci,2005,94(4):83728461[24]吉特,赵红卫,张增艳,等.D 2,L 2和DL 2青霉胺的太赫兹时域光谱[J ].物理化学学报,2006,22(9):1159211621[25]Taday P F .App licati on of terahertz s pectr oscopy t o phar 2maceutical science[J ].Philos Transact A M ath Phys EngSci,2004,362(1815):35123631[26]W alther M ,Pl ochocka P,Fischer B,et al .Collectivevibrati onal modes in bi ol ogical molecules investigated by terahertz ti m e 2domain s pectr oscopy [J ].B iopolym ers,2002,61:31023131[27]葛敏,赵红卫,吉特,等.苯甲酸及其衍生物的THz 2T DS 研究[J ].核技术,2004,27(7):54525461[28]Nguyen K L,Friscic T,Day G M ,et al .Terahertz ti m e 2domain s pectr oscopy and the quantitative monit oring of mechanoche m ical cocrystal f or mati on [J ].N at M ater ,2007,6:20622091[接受日期] 20082052263通讯作者: 高向东,教授;研究方向: 生物大分子结构与功能;Tel:025*********; E 2ma il:xdgao @cpu .edu .cn聚乙二醇修饰对蛋白质类药物药代动力学的影响及相关的药动学研究方法曹 进, 田 浤, 高向东3(中国药科大学生物科学与技术学院,江苏南京210038)[摘 要] 聚乙二醇(PEG )修饰在改善蛋白质类药物的理化性质的同时也会导致其体内药代动力学行为发生变化。
而PEG 修饰剂的分子大小、分子结构和修饰位点对蛋白质类药物的体内药代动力学行为和活性具有一定影响。
根据有关文献报道,讨论这些影响因素,并介绍在对PEG 修饰药物进行药代动力学研究时采用的新方法,如:群体药代动力学预测法及体内测定修饰物含量的电化学发光法和PEG 特异性抗体法等。
[关键词] 聚乙二醇修饰;药代动力学;群体药代动力学;电化学发光法;PEG 抗体[中图分类号] O 629.73;R 969.1 [文献标识码] A [文章编号]1001-5094(2008)09-0406-06The Effec t o f P EG 2m o d i fi ca ti o n o n the P ha r m aco ki ne ti c s o f P r o te i nand the R e l a ted P ha r m aco ki ne ti c R e sea rch M e tho d sCAO J in, TI A N Hong, G AO Xiang 2dong(School of L ife Science and Technology,China Phar m aceutical U niversity,N anjing 210009,China )[Abstract] PEG 2modificati on was assumed t o be one of the op ti m al app r oaches i m p r oving the physical and che m ical characteristics and changing phar macokinetic p r operties of p r otein in bi ol ogical medicati on field .The influences of PEG molecular size,molecular structure and modificati on site on the PEG 2p r otein phar macokinetic p r operties and bi ol ogical activity in vivo have been revie wed according t o the references .Some related phar macokinetic research methods,such as populati on phar macokinetics,and electr o2che m i2 cal lu m inescence(ECL)and PEG s pecific antibody method which are used t o deter m ine PEG2p r otein in vivo were als o intr oduced.[Key words] PEG2modificati on;Phar macokinetic;Populati on phar macokinetics;ECL;PEG antibody 随着基因工程技术的发展和成熟,蛋白质类药物由于具有生物活性高、特异性好等优点,已成为一类重要的现代医药产品。
然而在临床应用中,蛋白质类药物还存在着一些问题,如:半衰期较短,容易被循环系统清除;免疫原性较强,易引发变态反应;稳定性较差,容易被降解;水溶性较差,给药途径受限等。
研究人员针对上述问题提出了一些解决方法,其中最为成熟的是利用聚乙二醇(PEG)进行结构修饰。
PEG是一种无毒、高亲水性的大分子聚合物,由乙二醇单体聚合而成,根据聚合度的不同,其相对分子质量从数百至数万不等。
PEG与蛋白质的非活性必需基团结合后,蛋白质药物的相对分子质量增加,表面的一些抗原决定簇被遮蔽,带电性质也会发生一定的变化,这些改变通常可以使蛋白质类药物的稳定性增加、体内半衰期延长、免疫原性降低。
迄今为止,获得美国F DA批准上市的PEG修饰蛋白质类药物已有7种,如表1所示。
表1 在美国获准上市的PEG修饰蛋白质类药物(Table1.The PEG2modified p r otein drugs app r oved by F DA U.S)商品名有效成分生产公司上市时间Adagen PEG2腺苷脱氨酶Enzon1990 Oncos par PEG2天冬酰胺酶Enzon1994 Pegintr on PEG2干扰素α2b Schering2001 Neulasta PEG2重组人粒细胞集落刺激因子Amgen2002 Pegasys PEG2干扰素α2a Hoff man2La Roche2002 Peginyerfer on PEG2干扰素α2a,利巴韦林Hoff man2La Roche2004 M ircera PEG2促红细胞生成素βHoff man2La Roche2007 PEG修饰改变了蛋白质类药物的理化性质,进而影响其在体内的药代动力学行为,因此PEG修饰蛋白质类药物的药代动力学研究受到广泛的关注,成为筛选PEG修饰药物的重要评判指标。
本文就PEG修饰对蛋白质类药物在体内的药代动力学行为和活性的影响进行初步探讨,并介绍近年来有关PEG修饰蛋白质类药物的药代动力学研究方法。
修饰对蛋白质类药物体内药代动力学行为的影响 PEG修饰对蛋白质类药物体内药代动力学行为的影响与PEG分子的大小、形状、修饰位点及连接方式有关。
1.1 PEG的相对分子质量PEG修饰使得蛋白质类药物的相对分子质量增大、肾小球滤过率降低[1]、抗酶解能力和热力学稳定性加强,从而使其在体内的半衰期延长,体内滞留时间增加。
这对于本身半衰期很短的多肽类或抗体片段类药物非常有利[223]。
目前在有关研究中使用的PEG的相对分子质量从几千到几万不等,作为修饰物的支链PEG分子的相对分子质量可达60000,线性PEG分子也达到30000[4]。
但是究竟PEG的相对分子质量为多少才合适,还必须根据被修饰物本身的性质和需要进行选择。
Nakaoka等[5]对PEG的分子质量与其血浆清除速度的关系进行了研究,发现其分子质量与清除时间呈非直线型相关:当PEG的相对分子质量在8000到30000之间时,其清除速率变化很大;但当相对分子质量达到30000以上时,对其清除速率的影响会大大减小(见图1)。
图1 PEG 的分子质量与其静脉注射后半衰期的关系(Figure 1.Correlati on p l ot bet w een PEG molecular weight andits half life in bl ood after intravenous ad m inistrati on )由于PEG 分子具有很强的亲水性,同时其柔性结构可以无规则卷曲,并不像蛋白质分子本身那样折叠成致密结构,所以PEG 分子在体内的“实际”分子质量会比理论值大得多。
当PEG 修饰在蛋白质表面时依然存在这种现象,如Yu 等[6]使用相对分子质量分别为1、2000、5000的PEG (PEG1000、PEG2000和PEG5000)修饰鲑鱼降钙素(s CT ),结果发现,用PEG5000修饰的s CT,其动力学分子质量(即根据动力学实验结果计算所得的分子质量)达259000,远大于其实际分子质量84000。
由此看来,直接将修饰后蛋白质分子的理论分子质量大小作为其能否通过肾小球滤过的依据并不可靠,更不能用理论分子质量作为评价其药代动力学改善程度的唯一指标,而应根据动物实验的实际结果进行综合全面的评价。
