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由于生命科学和材料科学的突破,生物药物发展获得了巨大的动力。多年来,生物药物的销售增长率一直高于小分子药物,但由于生物大分子的固有缺点,聚乙二醇修饰已广泛地应用于生物药物的研发中,其能够有效地提高生物大分子的稳定性和溶解性,降低给药频率和免疫原性等。但是常规聚乙二醇(PEG)具有很多缺点,例如多分散性、不可生物降解性、蛋白效能降低或者丧失等。
近年来,寻找聚乙二醇替代品引起了广泛关注。一些替代品可能解决了PEG的部分弊端,但它牺牲了PEG的“隐身效应”并带来了新的问题。基于本课题组前期发展的一种单分散聚乙二醇的高效合成策略,我们在本文中开发了一种分子量超过5000Da的单分散低聚乙二醇聚酰胺化合物作为单分散和可生物降解的单分散PEGylation(M-PEGylation)试剂1和2。通过血浆稳定性实验和生物相容性实验,发现M-PEGylation试剂保持着高的生物相容性,并克服了常规PEGylation试剂的不可生物降解性。
我们分别设计合成了含有半胱氨酸和赖氨酸的三肽GCF-SH和GKF-NH2以便于和M-PEGylation试剂1中的马来酰亚胺基团进行偶联。通过脂水分配系数的测定发现聚乙二醇化的多肽表现出更高的亲水性,具有额外疏水部分的M-PEGylation三肽的亲水性低于常规PEGylation三肽。随后,我们以白蛋白为代表研究了单分散聚乙二醇化试剂和常规聚乙二醇化试剂分别对蛋白质进行修饰从而导致的异同。最终结果显示,虽然M-PEGylation试剂2的分子量是常规PEGylation试剂4的1.14倍,但M-PEGylation白蛋白的大小和常规PEGylation白蛋白大小几乎没差别。CD谱图显示,常规PEGylation白蛋白结构几乎没有发生变化,而M-PEGylation白蛋白观察到了明显的结构改变。由于M-PEGylation试剂中的聚酰胺部分是可生物降解的,因此原始白蛋白会在体内慢慢释放出来以发挥其作用。通过动物实验发现,M-PEGylation试剂中的酰胺结构不会妨碍其降低免疫原性的能力。
近年来,寻找聚乙二醇替代品引起了广泛关注。一些替代品可能解决了PEG的部分弊端,但它牺牲了PEG的“隐身效应”并带来了新的问题。基于本课题组前期发展的一种单分散聚乙二醇的高效合成策略,我们在本文中开发了一种分子量超过5000Da的单分散低聚乙二醇聚酰胺化合物作为单分散和可生物降解的单分散PEGylation(M-PEGylation)试剂1和2。通过血浆稳定性实验和生物相容性实验,发现M-PEGylation试剂保持着高的生物相容性,并克服了常规PEGylation试剂的不可生物降解性。
我们分别设计合成了含有半胱氨酸和赖氨酸的三肽GCF-SH和GKF-NH2以便于和M-PEGylation试剂1中的马来酰亚胺基团进行偶联。通过脂水分配系数的测定发现聚乙二醇化的多肽表现出更高的亲水性,具有额外疏水部分的M-PEGylation三肽的亲水性低于常规PEGylation三肽。随后,我们以白蛋白为代表研究了单分散聚乙二醇化试剂和常规聚乙二醇化试剂分别对蛋白质进行修饰从而导致的异同。最终结果显示,虽然M-PEGylation试剂2的分子量是常规PEGylation试剂4的1.14倍,但M-PEGylation白蛋白的大小和常规PEGylation白蛋白大小几乎没差别。CD谱图显示,常规PEGylation白蛋白结构几乎没有发生变化,而M-PEGylation白蛋白观察到了明显的结构改变。由于M-PEGylation试剂中的聚酰胺部分是可生物降解的,因此原始白蛋白会在体内慢慢释放出来以发挥其作用。通过动物实验发现,M-PEGylation试剂中的酰胺结构不会妨碍其降低免疫原性的能力。