提高多肽穩(wěn)定性的途徑
來(lái)源:
2007年02月03日 09:10
(1) 通過(guò)基因工程手段替換引起多肽不穩(wěn)定的殘基或引入能增加多肽穩(wěn)定性的殘基,可提高多肽的穩(wěn)定性。
(2)化學(xué)修飾
研究zui多的是PEG修飾。PEG是一種水溶性高分子化合物,在體內(nèi)可降解,無(wú)毒。PEG與多肽結(jié)合后能提高熱穩(wěn)定性,抵抗蛋白酶的降解,降低抗原性,延長(zhǎng)體內(nèi)半衰期。選擇合適的修飾方法和控制修飾程度可體質(zhì)或提高原生物活性。
(3)添加劑
通過(guò)加入添加劑,如糖類、多元醇、明膠、氨基酸和某些鹽類,可以提高多肽的穩(wěn)定性。糖和多元醇在低濃度下迫使更多的水分子圍繞在蛋白質(zhì)周圍,因而提高了多肽的穩(wěn)定性。在凍干過(guò)程中,上述物質(zhì)還可以取代水而與多肽形成氫鍵來(lái)穩(wěn)定多肽的天然構(gòu)象,而且還可以提高凍干制品的玻璃化溫度。
(4)凍干
多肽發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)如脫酰胺、β-消除、水解等都需要水參與,水還可以作為其它反應(yīng)劑的流動(dòng)相。另外,水含量降低可使多肽的變性溫度升高。因此,凍干可提高多肽的穩(wěn)定性。
多肽類藥物制劑研究常用的分析手段有:SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳法、等到電聚焦電泳法、凝膠過(guò)濾層析法、反相液相層析法、紫外光譜法、熒光光譜法、紅外光譜法、圓二色性光譜法、量熱法以及生物活性測(cè)定法。這里僅介紹藥物制劑研究中常用的一種方法——
量熱法(Calorimetry)。
量熱法是通過(guò)測(cè)定樣品在受熱過(guò)程中的放熱和吸熱過(guò)程中的放熱和吸熱行為來(lái)研究樣品在受熱過(guò)程中的放熱和吸熱行為來(lái)研究樣品中各組份的相互作用及狀態(tài)變化的一種方法,常用的是差示掃描量熱法(Differentiat Scanning Calorinetry)。該方法廣泛用于多肽的熱穩(wěn)定性分析、各種添加劑對(duì)多肽結(jié)構(gòu)的影響、多肽與配基之間的相互作用等研究,還用于測(cè)定凍干物品的玻璃化溫度和共熔點(diǎn)。例如.Chan等用DSC研究了添加劑對(duì)rhDNase溶液熱變性的影響。蛋白質(zhì)濃度為10mg/ml,掃描速率為1.2C/ min。測(cè)得rhDNase在純水中的Tm=67.4C,Hm=18.0J/g。加入Ca2+有利于rhDNase的熱穩(wěn)定,加入Mg2+、Mn2+則不利于rhDNase的穩(wěn)定。當(dāng)CaDl2濃度為20-100mmol/L時(shí),Tm=76.4℃,Hm=20-22J/g。CaDl2和乳糖對(duì)rhDNase的穩(wěn)定有符合作用。同時(shí)加50mmol/L CaDl2和100mg/ml乳糖,可使rhDNase的Tm值提高到76.4℃,Hm值到21.9J/g。Chang等用DSC測(cè)定了rhIL-lra制劑的玻璃化溫度、反玻璃化溫度和共熔點(diǎn)。冷凍蛋白制劑的各種物理變化,如玻璃化、反玻璃化和共熔點(diǎn)都會(huì)影響凍干過(guò)程。根據(jù)測(cè)定結(jié)果,作者確定了凍干溫度和升溫速度,僅用6個(gè)小時(shí)就完成凍干過(guò)程。