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聚乙二醇/聚乙二醇-脂肪烷定点修饰生长激素和生长激素拮抗剂N末端的研究; Study on N-terminal PEG/PEG-hexadecane Modification of Human Growth Hormone and Growth Hormone Antagonist
吴玲
学位类型博士
导师胡涛
2015-05
学位授予单位中国科学院研究生院
学位专业生物化工
关键词重组人生长激素 生长激素拮抗剂 聚乙二醇修饰 人血清白蛋白非共价结合 脂肪烷修饰 N末端定点修饰 药代动力学 药效动力学
摘要重组人生长激素(hGH)被广泛应用于治疗生长激素缺乏症,慢性肾功能不全和特纳氏综合症等疾病。生长激素拮抗剂(GHA)可通过阻止生长激素与其受体(GHR)的结合,治疗生长激素过度分泌引起的肢端肥大症等疾病。由于生长激素和生长激素拮抗剂的半衰期短,必须频繁注射才能达到有效的血药浓度。聚乙二醇(PEG)修饰和人血清白蛋白(HSA)修饰可延长hGH和GHA的半衰期,但同时会显著降低hGH和GHA的体外生物活性。为了解决上述问题,本论文探讨了使用不同链长的PEG定点单修饰GHA的N末端,寻找药代动力学与药效动力学的平衡点。在 此基础上,采用刚性苯环连接桥介导PEG形成相对致密的构象,定点单修饰hGH,考察致密构象的PEG对hGH药代动力学和药效学参数的影响。为了进一步提高hGH的药效学参数,本论文将PEG修饰和长链脂肪烷修饰技术结合起来,定点单修饰hGH。 本论文分为三个部分。第一部分采用分子量为20 kDa和40 kDa的PEG定点单修饰GHA的N末端,得到GHA的定点单修饰产物,并探讨了修饰产物的药代动力学与药效学间的平衡点。结果表明:PEG修饰能显著增加GHA的流体力学体积,从而延长了药物的血浆半衰期。高分子量的40 kDa的PEG修饰产物虽然表现出较高的药代动力学特征,但屏蔽了GHA分子上的受体结合位点,使GHA的生物活性几乎完全丧失;而20 kDa的PEG在延长GHA血浆半衰期的同时,能最大程度地保留GHA的生物活性,因而表现出较高的药效。 第二部分采用双功能小分子对-甲酰基苯甲酰胺基己酸N-羟基琥珀酰亚胺酯(SFB)作为连接桥引入苯甲酰胺基,将PEG-NH2定点修饰在hGH的N末端,得到产物(hGH-phenyl-PEG),采用PEG-醛定点修饰hGH,得到产物(hGH-prop-PEG)。结果表明,苯甲酰胺基连接桥为刚性结构,介导PEG形成相对致密的结构,PEG-醛修饰形成相对疏松的PEG 结构。由于hGH-phenyl-PEG的流体力学体积、酶原敏感性和免疫原性均低于hGH-prop-PEG,因而hGH-phenyl-PEG 的体外活性,药代动力学及药效学性质均优于hGH-prop-PEG。 第三部分采用PEG-十六烷定点修饰生长激素N末端,构建了修饰产物hGH-P10-HD和hGH-P3.5-HD,并构建了hGH-P10和hGH-P3.5-HSA作为对照。修饰产物hGH-PEG-HSA中,hGH通过PEG连接桥与HSA是共价连接;修饰产物hGH-PEG-HD中,hGH通过十六烷与HSA的亲和作用进行非共价结合。结果表明:hGH-P3.5-HSA组的药代动力学参数虽然高于hGH-P10-HD和hGH-P3.5-HD组,但是药效学参数要低于hGH-P10-HD和hGH-P3.5-HD组。这是由于hGH-PEG-HD与HSA非共价结合,HSA能够缓慢释放,逐渐恢复hGH的生物学活性,从而进一步提高了hGH的药代动力学和药效学特性。 本论文研究结果表明,选择合适的PEG链长,介导PEG生成相对致密的构象以及采用PEG和长链脂肪烷修饰技术相结合的方式能有效提高hGH和GHA的药效学特征。上述研究也适用于其他重组蛋白质药物,是很有应用前景的提高药用蛋白质生物活性的方法。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/20327
专题研究所(批量导入)
推荐引用方式
GB/T 7714
吴玲. 聚乙二醇/聚乙二醇-脂肪烷定点修饰生长激素和生长激素拮抗剂N末端的研究, Study on N-terminal PEG/PEG-hexadecane Modification of Human Growth Hormone and Growth Hormone Antagonist[D]. 中国科学院研究生院,2015.
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