蛋白质的PEG修饰

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1、综述生命科学仪器2008第6卷/2月刊蛋白质的PEG修饰刘广林（白城市第一中学，吉林省白城市137000）摘要蛋白质的化学修饰作为改善蛋白质的物理化学和生物学特性的有效手段，已经得到了越来越多的研究和开发。本文简述了蛋白质PEG修饰的研究概况，涉及PEG化学修饰反应的类型和影响因素，PEG修饰蛋白的性质、应用及局限性。关键字蛋白质；化学修饰；PEG1前言2.1PEG修饰剂的分类2.1.1PEG琥珀酰亚胺类衍生蛋白质和肽类分子的化学修饰已经成为生物技术PEG的N-羟基琥珀酰亚胺酯类在pH值为7～9时与生物医学领域的研究热点。目前用作蛋白质的修饰可以直接与蛋白质上的氨基反应。将PEG上的羟基

2、衍剂很多，如聚乙二醇、右旋糖苷、聚乙烯吡咯烷酮、聚生为羧基，最常用途径是通过羟基与琥珀酸酐反应，氨基酸、多聚唾液酸等，而聚乙二醇（Polyethylene[2]所得衍生物为PEG琥珀酰亚胺琥珀酸酯。glycol，PEG）则是应用最为广泛的大分子修饰剂之一。2.1.2PEG氨基酸类衍生物聚乙二醇修饰又称分子的PEG化，是目前分子变通过ｍPEG与正亮氨酸的α-氨基或赖氨酸上的构化学最重要的技术之一，是用来解决或缓解蛋白和α-氨基和ε-氨基反应制备出PEG的氨基酸类衍生多肽在药用过程中存在的诸多问题的有效途径。PEG物。PEG的氨基酸类衍生物可以通过Ｎ-羟基琥珀酰是由乙二醇单体聚合而成的线性高

3、分子材料，分子组[2]亚胺进一步活化。成为HO-CHCH(OCHCHO)CHCH-OH。PEG的2222n222.1.3PEG三嗪类衍生物分子量范围是6KD到170KD[1]。这类修饰剂包括活化的PEG1[2-(O-PEG分子末端有两个能被活化的-OH基团，化methoxypolyethyleneglycol)-4,6-dichloro-s-triazine]学修饰时则多采用甲氧基聚乙二醇(ｍPEG)的衍生物和PEG2[2,4-bis(O-methoxypolyethyleneglycol)-6-为修饰剂。多数情况下PEG衍生物与蛋白质的共价结chloro-s-tri-azine]。三聚

4、氰酰氯上的氯原子与ｍPEG合是以蛋白质分子上的氨基作为修饰位点，这主要是上的羟基反应可以得到活化的PEG1和PEG2。活化的因为氨基具有亲核性，并且大多存在于蛋白质分子的PEG1和PEG2上的游离氯原子可以分别在pH值为8～表面[1]。PEG链还可以与马来酸酐进一步共聚形成梳9和9.5～10时与蛋白质的氨基反应[2]。往往用PEG2状的PEG衍生物，简称PM。PEG分子中存在的大量修饰蛋白质的效果要更好，可以在较低的修饰程度下乙氧基能够与水形成氢键，使PEG具有良好的水溶获得免疫原性产物，其生物活性保留比用PEG1修饰性，分子末端剩余的羟基通过适当方式活化后可与各[5]的要明显提高。类蛋

5、白分子相偶联。而且PEG无毒，具有良好生物相2.1.4梳形PEG衍生物容性和血液相容性，其生物相容性已通过美国食品和PEG与马来酸酐形成的共聚物（缩写形式为PM）药物管理局(FDA)认证[3]。特别是当蛋白质经过PEG具有多个反应位点，呈梳形结构。目前，已经制备出两类修饰剂修饰后，修饰剂的许多优良性质也会在修饰种活化的PM共聚物，即活化PM13（相对分子质量M≈蛋白中得到体现。对于各种具有药用潜能的蛋白来说，13000，ｍ≈8，n≈33，R=H）和活化PM100(相对分子采用PEG修饰的目的主要有以下三个方面：(1)增加稳[2]质量M≈100000，m≈50，n≈40，R=CH3)。定性

6、，延长血浆半衰期；(2)降低免疫原性和抗原性；(3)2.2PEG修饰反应的类型与途径降低毒副作用[4]。最常用的修饰反应是亲电活化的PEG修饰剂与赖2PEG修饰反应氨酸的ε-氨基或蛋白质Ｎ-末端的氨基反应，典型作者简介：刘广林（1954-）白城市第一中学，高级教师，从事生物化学方面研究。7综述生命科学仪器2008第6卷/2月刊的PEG修饰剂和修饰反应形成的连接键类型有：①3PEG修饰蛋白的性质羟基琥珀酰胺脂类(NHS酯酰胺键)；②环氧化类(烷基3.1免疫原性键)；③羰基咪唑类(尿烷键)；④硝基苯基碳酸酯类免疫原性PEG修饰后的蛋白质的免疫原性会有(尿烷键)；⑤三氟乙基磺酸酯类(烷基键)；

7、⑥醛类(Ｎ显著的降低，当修饰度超过一定值时，免疫原性会消末端，schiff碱)。失[3]。PEG修饰剂通过伯胺基团与蛋白质的反应，常常3.2循环半衰期会形成不均一的偶合物。不均一主要是指蛋白质分子蛋白质经大分子修饰后，循环半衰期均有不同中同一基团被某一修饰剂修饰时，其化学反应性不相程度的提高。SOD经PEG2化后，半衰期从0.667h延同以及不同的基团可以与同一种修饰剂发生同一性质长到5.09h，天冬酞胺酶被PEG2修饰后，半衰期从