本书由来自中国科学院、吉林大学、北京林业大学等国家著名研究机构和大学的多位专家共同撰写。作者基于20多年从事聚乙二醇修饰蛋白质研究、教学的经验和国内外相关研究的最新进展，对蛋白质的聚乙二醇化学修饰研究领域相关内容进行了较为全面的探讨和阐述，并重点对定点修饰进行了探讨。全书共分为七章，包括：单甲氧基聚乙二醇的合成、单甲氧基聚乙二醇的活化、聚乙二醇修饰蛋白质的反应控制、聚乙二醇-蛋白质偶联物的分离纯化、聚乙二醇-生物大分子偶联物的分析与质量鉴定、聚乙二醇化药物的药代动力学和PEG修饰长效药物。
样章试读
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前 言
写在前面——关于聚乙二醇修饰 1
第 1 章 单甲氧基聚乙二醇的合成 6
1.1聚乙二醇的结构及性质 7
1.1.1聚乙二醇链的空间结构 7
1.1.2聚乙二醇的物理性质 8
1.1.3聚乙二醇的生物学性质 10
1.1.4聚乙二醇的化学性质 11
1.2聚乙二醇的合成 11
1.2.1链引发 12
1.2.2链增长 16
1.2.3链终止/链转移 17
1.2.4单甲氧基聚乙二醇的聚合 17
1.3环氧乙烷阴离子聚合制备聚乙二醇的实验技术 19
1.3.1单体的储存、纯化与转移操作技术 19
1.3.2溶剂的储存、预处理及使用 20
1.3.3引发剂的制备及分析 21
1.3.4聚合设备 21
1.4具有空间结构的聚乙二醇的合成 23
1.4.1分枝型聚乙二醇 23
1.4.2分叉型聚乙二醇 25
1.4.3异端基双官能团聚乙二醇 26
1.4.4树状聚乙二醇 28
1.4.5多价聚乙二醇 30
1.5聚乙二醇及其衍生物的表征 31
1.5.1核磁共振 31
1.5.2红外光谱 32
1.5.3液相色谱/凝胶渗透色谱 34
1.5.4基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱 36
1.5.5显色反应 37
1.5.6电泳 38
1.6结论与展望 38
参考文献 39
第 2 章 单甲氧基聚乙二醇的活化 44
2.1聚乙二醇羟基的转化 45
2.1.1卤化、磺酸酯化和光延反应 45
2.1.2羟基的氧化 49
2.1.3以醚键偶联的功能性衍生物 55
2.1.4以酯、碳酸酯、氨基甲酸酯偶联的功能性衍生物 56
2.1.5其他衍生策略 58
2.2用于生物大分子修饰的聚乙二醇衍生物合成 58
2.2.1氨基修饰剂的合成 58
2.2.2羧基修饰剂的合成 69
2.2.3巯基修饰剂的合成 70
2.2.4用于精氨酸修饰的聚乙二醇修饰剂 74
2.2.5用于二硫键修饰的聚乙二醇修饰剂 75
2.2.6可逆聚乙二醇修饰剂 76
2.2.7羰基修饰剂的合成 77
2.3工业化规模的单甲氧基聚乙二醇衍生物合成 78
2.3.1反应系统的设计和搭建 78
2.3.2产品的开发 80
2.4结论与展望 80
参考文献 81
第 3 章 聚乙二醇修饰蛋白质的反应控制 84
3.1氨基酸侧链基团的反应控制 84
3.1.1赖氨酸 85
3.1.2半胱氨酸 86
3.1.3天冬氨酸和谷氨酸 87
3.1.4精氨酸 88
3.1.5组氨酸 89
3.1.6糖蛋白的糖基 90
3.2聚乙二醇修饰反应的优化 91
3.2.1聚乙二醇修饰剂的选择 91
3.2.2蛋白质的聚乙二醇修饰条件 92
3.2.3聚乙二醇的分子量 95
3.2.4通过反应工程控制聚乙二醇修饰 96
3.3氨基酸侧链的聚乙二醇定点修饰 98
3.3.1酶学催化的聚乙二醇定点修饰 99
3.3.2二硫键的聚乙二醇定点修饰 100
3.3.3马来酸酐可逆保护蛋白质的氨基 102
3.3.4高碘酸钠氧化N-末端具有丝氨酸或苏氨酸的蛋白质 104
3.3.5蛋白质的N-末端定点修饰 104
3.4化学反应基团的引入与聚乙二醇修饰 106
3.4.1基因工程方法引入半胱氨酸 106
3.4.2化学合成方法引入半胱氨酸 107
3.4.3对天然包埋半胱氨酸的利用 108
3.4.4还原抗体的二硫键 109
3.4.5化学方法引入巯基 110
3.4.6基因工程方法引入非天然氨基酸 111
3.4.7基因工程方法引入醛基 112
3.4.8基因工程方法缺失赖氨酸 113
3.5保护蛋白质活性中心的聚乙二醇修饰方法 114
3.5.1保护亲和素亲和位点的修饰方法 114
3.5.2保护酶底物结合位点的修饰方法 115
3.5.3保护血红蛋白Cys-93(β)的修饰方法 116
3.5.4控制修饰剂比例和分离纯化制备高活性修饰产物 117
3.6固相吸附辅助的PEG修饰 117
3.6.1离子交换介质辅助的PEG修饰反应 118
3.6.2亲和层析介质辅助的PEG修饰反应 119
3.6.3分子排阻反应层析 121
3.6.4共价层析介质辅助的PEG修饰 122
3.6.5微孔疏水相互作用膜辅助的PEG修饰 123
参考文献 124
第 4 章 聚乙二醇-蛋白质偶联物的分离纯化 130
4.1PEG-蛋白质偶联物的理化特性 132
4.2PEG-蛋白质偶联物的分离纯化方法 134
4.2.1基于分子量、分子大小的分离纯化方法 136
4.2.2基于电荷的分离纯化方法 149
4.2.3基于疏水性的分离 153
4.2.4基于亲和作用的分离方法 158
4.2.5基于溶解度的分离 159
4.2.6最新研究进展 160
4.3结论与展望 173
参考文献 174
第 5 章 聚乙二醇-生物大分子偶联物的分析与质量鉴定 180
5.1分子量和大小(水力学半径)的检测 181
5.1.1电泳法 181
5.1.2高效液相-尺寸排阻色谱法 183
5.1.3质谱法 185
5.2浓度的测定 187
5.2.1微量凯氏定氮法 188
5.2.2双缩脲法 188
5.2.3Folin-酚试剂法 189
5.2.4考马斯亮蓝法 189
5.2.5BCA法 190
5.2.6紫外吸收法 190
5.3蛋白质二级结构的检测 191
5.3.1荧光光谱法 191
5.3.2圆二色谱法 192
5.3.3核磁共振法 193
5.4荷电性质的测定 197
5.5免疫性质的测定 198
5.5.1蛋白质印迹法 198
5.5.2表面等离子体共振法 199
5.6位点异构体及修饰位点的检测 202
5.6.1PEG-IFN位点异构体及修饰位点的检测 202
5.6.2PEG-GCSF修饰位点的检测 208
5.7游离PEG残留量的检测 209
5.7.1分光光度法 209
5.7.2液相色谱-蒸发光散射检测 210
5.7.3SDS-PAGE法 213
5.8修饰度的检测 215
5.9纯度分析 216
5.9.1高效液相-尺寸排阻色谱法 216
5.9.2反相高效液相色谱法 217
5.9.3毛细管电泳结合MALDI-TOFMS法 218
5.10结论与展望 219
参考文献 220
第 6 章 聚乙二醇化药物的药代动力学 224
6.1PEG化药物药代动力学研究分析方法 230
6.1.1放射性同位素标记法 231
6.1.2生物活性分析法 234
6.1.3酶联免疫标记法 235
6.1.4电化学发光免疫分析法 237
6.1.5比色法 238
6.1.6高效液相色谱法 238
6.1.7液相色谱-串联质谱法 239
6.1.8电泳方法 245
6.1.9PEG化药物分析方法的瓶颈与展望 245
6.2PEG化药物的药代动力学 246
6.2.1直接PEG化药物的药代动力学 246
6.2.2PEG化脂质体 258
6.2.3PEG化的聚合物胶束 267
6.2.4纳米颗粒的PEG化 273
6.3结论与展望 277
参考文献 278
第 7 章 PEG修饰长效药物 293
7.1PEG修饰药物上市及在研情况 293
7.1.1修饰药物的种类 293
7.1.2修饰产物结构与性质 294
7.2上市PEG修饰长效药物简介 299
7.2.1PEG-腺苷脱氨酶(Adagen) 299
7.2.2PEG-天冬酰胺酶(Oncaspar) 301
7.2.3PEG-干扰素α-2a(Pegasys) 302
7.2.4PEG-干扰素α-2b(Pegintron) 305
7.2.5PEG-集落刺激因子(Neulasta) 306
7.2.6PEG-生长激素受体拮抗剂(Somavert) 306
7.2.7PEG-抗血管内皮生长因子适配体(Macugen) 308
7.2.8PEG-促红细胞生成素β(Mircera) 310
7.2.9PEG-抗肿瘤坏死因子α抗体Fab’片段(Cimzia) 312
7.2.10PEG-重组人尿酸氧化酶(Krystexxa) 313
7.2.11PEG-inesatidE合成肽(Omontys)314
7.3临床期PEG修饰长效药物简介 316
7.3.1PEG-小分子难溶药物 316
7.3.2PEG-酶 319
7.3.3PEG-细胞因子 323
7.3.4PEG-多肽 325
7.3.5其他PEG修饰的长效制剂 326
7.4PEG修饰药物研究中存在的局限性及解决方向 329
7.4.1PEG修饰位点及修饰度的确定 329
7.4.2PEG的高分子结构 330
7.4.3PEG分子量的大小对药物代谢方式的影响 330
7.4.4PEG长效制剂的载药量及释放效率 330
7.5结论与展望 331
参考文献 331
附录 常见PEG修饰剂的合成操作 337
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