chap10 糖基化工程和糖生物学应用2010

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1、糖生物学第十章糖基化工程糖基化工程糖基化工程的含义和意义影响糖基化的因素糖基化工程的手段糖基化的监测常用表达体系的糖基化特点糖基化工程技术及其应用ProteinMarket(2000)167productsRecombinantProteinVaccines$2,135MOthers$275MHerceptin$440MRituxan$650MEnbrel$3.5billionMonoclonalAntibodies/Other$535MCerazyme/Ceredase$300MAlpha-gluc

2、osidase$0.8billionEnzymes$4,700MEPO$3,000MInterferons$7.5billionComplexProteins$350MFactorIX$1,000MFactorVIII$3,000MInsulin$4.35billionBloodProducts$284MFibrinogen$350MCollagen$1,300MHumanSerumAlbumin$2billionStructuralProteinsEPO2005年销售额超过百亿美元Biogeneri

3、cs:expirydateofpatentandmarket贫血贫血是指循环中红细胞的数量和血红蛋白浓度低于正常值，不足以维持血液组织正常氧和作用的代偿机制病症。最常见的是缺铁性贫血、再生障碍性贫血、巨幼细胞性贫血、溶血性贫血等。治疗(Pre-1989):红细胞疗法（输血，连同维生素和矿物质）。问题:对某些贫血不太有效。Erythropoietin，EPO美国Amgen’s于1989年开发了Epogen（recombinanthumanerythropoietin，rhEPO）促红细胞生成素(eryt

4、hropoietin,EPO)水平在经历了化学疗法的癌症患者体内很低（尤其是肾衰竭者）。EPO可以刺激红细胞的生成，并具有神经保护剂功能。适应症:红细胞生成不足引起的贫血(来自肿瘤化疗、AIDS、慢性肾衰竭等)ErythropoietinDrugdevelopmentFirstclonedandexpressedinbacteria:E.coliBacterialEPOisfullyactive:bindstotightlytotheEPOreceptorstimulateserythroiddeve

5、lopmenthasdifferentbindingkineticsthannativehEPOwhilebacterialrhEPOis500-foldlesseffectiveinvivoN-linkedglycansonEPOHighmannoseN-glycansComplexN-glycansnosialicacid3-4sialicacidtermininonegativecharges3-4negativechargesSialicacidmodicationvariesfrom0->4

6、residuesperN-glycan3条N-糖链均为复杂型havedifferentnumbersofglycosylationandsialationsites(%)DifferentBiotechFormulationSomehrEPO’swithvaryingsitesofglycosylation(apost-translationmodificationofprotein)outlastothers.Amgen’sBiotechBusinessAmgen的两大拳头产品：erythropoi

7、etinEpogen(epoetinalpha)colonystimulatingfactorNeupogen(filgrastim).继Epogen后开发的新一代EPO产品仍是市场领军者：Aranesp(darbepoetinalpha)：增加了两个Asn，使每分子EPO的唾液酸基团数量增加到22个。Neulasta(pegfilgrastim)：对Neupogen进行PEG化修饰PharmaFocus2003重组表达的药用糖蛋白世界生物医药市场主要品种大多为糖蛋白：rhEPO、GM-CSF、tPA

8、等。全球产值约数百亿美元。糖蛋白中的糖链对于药物在体内的稳定性、活性、靶向性及药代动力学有显著的影响，因此在开发这类药物时控制其糖基化具有较大的重要性。大多数情况下，对产品的糖基化必须予以优化和质量控制。唾液酸化程度对EPO活性的影响天然的和重组的EPO含有三条唾液酸化的复杂型N-糖链。唾液酸化程度对EPO的体内半衰期有很大影响。培养基pH、前体或营养成分的可利用性、不同细胞因子和激素的存在、细胞株中糖基转移酶和糖苷酶活性的强弱等因素均能影响培养细胞产物