蛋白质药物的PEG化学修饰NH2-PEG-MAL NHS-PEG-SH

蛋白质药物的PEG化学修饰（NH2-PEG-MAL NHS-PEG-SH）

蛋白质的PEG修饰主要包括：蛋白质分子的侧链基团的改变和蛋白质分子中主链结构的改变二个方向。关于侧链基团修饰的研究较多。化学修饰反应的活性和选择性主要由蛋白质功能基的反应活性及修饰剂的反应活性决定[5]。其中蛋白质功能基的活性由微区极性和空阻效应决定。修饰剂的反应活性主要取决于修饰剂分子中官能团的类型。

我们可以用于蛋白修饰的PEG有化学法修饰方法，目前常用的有三种基团修饰，PEG修饰的基团主要是氨基如（MAL-PEG-NH2）、巯基如（HS-PEG-COOH）、羧基如（COOH-PEG-OH）等。下面我们主要介绍这三种修饰方法：

方法1：氨基法修饰蛋白(NH2-PEG)

可能用的到的产品：

NH2-PEG-COOH

NH2-PEG-MAL

NH2-PEG-N3

NH2-PEG-Alkyne

NH2-PEG-SH

NH2-PEG-Biotin

NH2-PEG-OPSS

NH2-PEG-OH

蛋白质分子表面的游离氨基(主要为Lys残基侧链的氨基)具有较高的亲核反应活性。因此Lys残基的氨基成为方便,常用的被修饰基团。PEG的分子量大多为5kD。目前常用的活化剂有氰尿酰氯(亦称三聚氯氰)(见图1)和N-羟基琥珀酰亚胺(见图2)。

(1)氰尿酰氯法特点是试剂易得、活化简单、反应时间短、方便经济。但其对有些酶(例如:SOD)的活性有影响。这种活化中间物有两种形式:一种是一分子氰尿酰氯与一分子PEG偶联(PEG1);另一种是一分子氰尿酞氯与两分子PEG偶联(PEG2)。通常PEG2修饰的蛋白质效果要更好。它可以在较低的修饰程度下获得解除免疫原性产物,而且生物活性保留明显高于PEG1修饰的产物。(2)在pH=7～ 9条件下,PEG的N-羟基琥珀酰亚胺酯类化合物可以直接修饰残基上的氨基。将PEG上的羟基转化为羧基,其中常用的是通过羟基与琥珀酸酐反应,

所得衍生物化合物为PEG琥珀酰亚胺琥珀酸酯[6]。此外,N-末端氨基修饰也是一种常用的修饰方法。蛋白质N端氨基的pKa(7.6～8.0),小于蛋白质其他部位的氨基(如赖氨酸的pKa为10.0～10.2)。因此,在较低pH值(如pH 5.0)溶液中,PEG-醛主要与N-端氨基反应生产希夫碱,后被还原为仲胺。

方法2：巯基修饰（PEG-SH/Thiol）

可能用的到的产品：

HS-PEG-NHS

Biotin-PEG-SH

CHO-PEG-SH

Hydrazide-PEG-SH

Silane-peg-SH

Acrylates-peg-SH

Lipoicacid-peg-SH

Tosylate-peg-SH

蛋白质上的修饰基团多为亲核性的,其活性的顺序是:巯基>α -氨基>ε -氨基>羟基。所以可以选取能够特异性PEG修饰剂对数目巯基进行定向修饰。此类PEG修饰剂主要有:

(1)PEG-马来酰亚胺(PEG-maleimide)

NHS-PEG-MAL

N3-PEG-MAL

Alkyne -PEG-MAL

Biotin-PEG-MAL

CHO-PEG-MAL

OPSS-PEG-MAL

(2) P E G- 邻- 吡啶- 二硫醚( P E G -ortho-pyr idyl-disulphide) ;

Hydrazide-PEG-OPSS

Silane-peg-OPSS

Acrylates-peg-OPSS

Lipoic acid-peg-OPSS

Tosylate-peg-OPSS

Acetylthio-peg-OPSS

Aminooxy-PEG-OPSS

NPC-PEG-OPSS

SAS-PEG-OPSS

SC-PEG-OPSS

SCM-PEG-OPSS

SG-PEG-OPSS

SS-PEG-OPSS

(3)PEG-乙烯基砜(PEG-vinyl sulfone);

(4)PEG-碘乙酰胺(PEG-idoacetamide)。

其中,PEG-马来酰亚胺应用较多。但产物在水中不够稳定,容易发生开环反应。Winslow[7]等在PEG与马来酰亚胺之间添加芳香环作连接基团,并用来修饰血红蛋白质,取得了更佳的修饰专一性。对于缺少巯基的蛋白质,可以通过基因工程在蛋白质的合适位置引入巯基,再用相应PEG进行修饰。常用的引入位置有糖基化蛋白质的糖基化位置、蛋白质的抗原决定簇和蛋白质末端等。此外,还可用Traut试剂处理蛋白质引入巯基。此方法方便可靠,目前应用为广泛。但缺点是半胱氨酸在蛋白质内多为重要活性基团。因此这样修饰有可能影响活性。

方法3：羧基的修饰

把PEG分子中的羟基转化为氨基,然后在羧二亚胺存在下与蛋白质的羧基缩合,得到修饰的蛋白质(见图4)。对蛋白质进行修饰时,关键是修饰剂的选择和修饰路线的确定。修饰路线的确定,要考虑使修饰蛋白质能大限度地保留原来生物活性,要能使其免疫原性降至小程度,甚至*解除,其中合适修饰度的确定非常重要。修饰剂的选择要考虑其结构与性质,还要考虑其分子量大小。所以这两方面的选择是很重要的。

杭州新乔生物科技有限公司可以提供的相关产品：

NH2-PEG-OPSS

NH2-PEG-OH

NH2-PEG-Hydrazide

NH2-PEG-Silane

NH2-peg-Acrylates

NH2-peg-Lipoic acid

NH2-peg-Acetylthio

NH2-PEG-Nitrophenyl Carbonates (NPC)

NH2-PEG-ValericAcids

NH2-PEG-Acrylamide

NH2-PEG-Bromide(Br)

NH2-PEG-Vinylsulfone(VS)

NH2-PEG-Methacrylate(MA)

NH2-PEG-Iodoacetate(IA)

NH2-PEG-Chloride

DBCO-PEG-NH2

TCO-PEG-NH2

Tetrazine-PEG-NH2

NH2-PEG-Folate

NH2-PEG-CHEMS