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色谱法的作用特征及分析蛋白质的治疗药物

发布时间:2019-06-10 09:46:10 作者:

     

      色谱法在蛋白质治疗药物的表征和分析中占有突出地位,如今它在生物技术实验室中发挥着关键作用。尽管反相色谱是用于此目的的最重要的色谱技术,但其他技术如离子交换,尺寸排阻,正相,亲水相互作用和疏水相互作用色谱在表征和分析蛋白质药物方面发挥着非常特殊的作用。 

色谱法一直是蛋白质纯化的重要工具。几十年来,基于葡聚糖的离子交换和尺寸排阻色谱柱一直在蛋白质纯化和表征中发挥作用。随着用于治疗目的的重组DNA蛋白的开发,需要仔细,详细地表征这些蛋白质,可能发生的变化和修饰,以及对实际发生的变化的敏感测定。色谱法已成为重组蛋白治疗药物表征和分析的首要技术。

     蛋白质修饰及其对蛋白质治疗药物的影响

蛋白质药物的生物活性以及因此的治疗功效取决于蛋白质的确切组成和三维结构。蛋白质的任何变化(修饰)都可能影响其作为治疗剂的功效,尽管功效可能不受某些蛋白质修饰的影响。给定修饰的效果取决于蛋白质和修饰的性质和位置。在蛋白质治疗药物的开发过程中,必须充分表征蛋白质,确定可能发生的可能的修饰,定义那些影响功效的修饰(关键质量属性),并开发分析这些修饰的方法。蛋白质从组装开始就发生变化。可能需要一些改变以使蛋白质适当地形成活性三级结构,例如糖基化和二硫键,这对于维持适当的结构是至关重要的。糖基化将糖链附着于天冬酰胺或丝氨酸残基上。这些糖链影响蛋白质折叠并有助于维持正确的三级蛋白质结构。糖基化结构复杂并且受到用于蛋白质表达的细胞系以及表达系统的其他方面的影响。表征和监测糖基化模式至关重要。半胱氨酸残基之间形成的二硫键对于形成和维持适当的三级结构是必不可少的。

     其他修饰可能影响蛋白质结合并降低活性,例如化学脱酰胺 - 天冬酰胺残基在高温或高pH条件下转化为天冬氨酸或异天冬氨酸残基 - 以及在化学氧化条件下甲硫氨酸残基氧化成甲硫氨酸亚砜。如果在催化或结合位点附近发现这两种修饰可能影响活性,但如果发现远离活性位点则可能没有效果。

一些修饰被设计到蛋白质中以形成更有效的药物。向蛋白质中添加聚乙二醇 - 聚乙二醇化 - 通常通过降低蛋白质从血流中去除的速率,将血液中蛋白质活性的持续时间延长数倍。与肿瘤细胞表面特异性受体结合的单克隆抗体(mAb)可通过向单克隆抗体中加入高毒性药物进行修饰,从而产生高度特异性,有效的靶向和杀死特定肿瘤细胞的试剂。必须分析和监控工程修改。

蛋白质可能由于pH,温度或某些试剂的存在而失去三级结构。这种“变性”蛋白质失去生物活性和药理学效力。蛋白质也可以形成“聚集体”,其中多种蛋白质自我结合成较大的复合物,这通常会降低活性并且可以在患者中产生免疫应答。