Физиологически активные полимеры - Платэ Н.А.
Скачать (прямая ссылка):
группы поли мер а-носителя; о--функциональные группы белка; X и X'—функциональ-
ные группы виниловых мономеров; In — X — инициатор радикальной полимеризации с функциональной группой X
в белке немного (сульфгидрильные, ароматические) и т. д. Однако образование сшивок, обусловленное полифункциональностью реагентов, остается основным недостатком данного подхода к синтезу полимер-белковых конъюгатов. К тому же практически сложно связать белок в заранее заданных точках, что приводит к неоднородности структурных и функциональных характеристик конъюгата. Регулирование М и ММР в этом случае также затруднительно. Следует подчеркнуть, что указанные факторы важны именно для растворимых полимер-белковых соединений, рассчитанных на медицинское применение, и мало существенны для нерастворимых иммобилизованных ферментов, предназначенных для использования в промышленности.
В то же время рассматриваемый подход относительно прост химически и при удачном использовании обеспечивает реализацию полезных свойств полимер-белковых конъюгатов, перечисленных выше. Если исходный белок достаточно биологически активен и наличие «балласта» в виде полимера-носителя несущественно, то этот подход может быть рекомендован благодаря своей простоте и достаточной изученности. Большинство из описанных ниже полимерных производных ферментов синтезированы именно взаимодействием полимера с белком. В их числе стрептодеказа — первый выпускаемый отечественной промышленностью полимер-ферментный препарат для тромболити-ческой терапии.
Для связывания с белком водорастворимый полимер должен иметь группы, способные взаимодействовать с функциональными группами белка в условиях, не вызывающих денатурацию последнего. В подавляющем большинстве случаев это реакции в водных растворах при pH = 6—8, реже 3—10. Химические методы при этом в основном те же, что применяются при иммобилизации ферментов [6], а также для связывания с полимером низкомолекулярных ФАВ. В белке для взаимодействия с полимером-носителем используют главным образом аминогруппы. Участие в реакции тиольных групп не всегда желательно, так как их в белках немного и они часто существенны для физиологической активности. Белок может быть предварительно обогащен тиольными группами, например обработкой N-ацетил-гомоцистеинтиолактоном, после чего его связывают с полимером. Карбоксильные и ароматические группы белка используются редко, так как в первом случае приходится активировать белок, после чего возникает возможность его сшивания, а во втором — нередко наблюдается снижение физиологической активности белка из-за изменения структуры его гидрофобных областей.
Число функциональных групп белка, образующих связь с полимером-носителем, может быть достаточно велико (многоточечное связывание) либо ограничено несколькими, часто заранее
выбранными группами (направленное связывание, обычно по тиольным группам). Первый вариант благоприятен для стабилизации белка в результате закрепления конформации, но, как указывалось, иногда приводит к значительному изменению физиологической активности. Второй вариант обычно позволяет в большей мере сохранить активность, но в меньшей — сопровождается стабилизацией. Полимер-носитель должен быть гидрофилен, чтобы избежать гидрофобных взаимодействий с белком, и содержать функциональные группы, которые могут непосредственно или после активации реагировать с белком. Связывание белка с полимером протекает по следующей схеме:
V
I
где Y—Б—Y—белок с функциональными группами Y, используемыми для
Y
связывания; X — функциональные группы полимера-носителя, не способные непосредственно взаимодействовать с белком; X' — функциональные группы, образующиеся на полимере-носителе в результате «активации» (химической модификации) и способные реагировать с белком; Z — функциональные группы, образующиеся на полимере-носителе в результате «дезактивации».
Реакция полимера-носителя с белком должна быть быстрой и по возможности селективной по отношению к белку, чтобы не вызывать сшивания самого носителя. Последнее требование часто не выполняется (например, при бромциановом методе). Из функциональных групп на полимере-носителе для «активации» удобны ОН, NH2, SH и СООН. Среди устойчивых активных групп, которые можно ввести в полимер заранее, можно назвать альдегидные, ангидридные и эпоксидные. Активация растворимого полимера-носителя отличается от аналогичного процесса для нерастворимого носителя тем, что вероятность образования сшивок повышается. После окончания взаимодействия с белком непрореагировавшие активные группы желательно «дезактивировать» ннзкомолекулярным реагентом (обычно этаноламином или глицином) во избежание их участия в дальнейших превращениях как при хранении, так и при введении в организм. Отделение конъюгата от исходного белка, а тем более от непрореагировавшего полимера-носителя, представляет
собой сложную задачу. В большинстве случаев ее решают с помощью эксклюзионной хроматографии или ультрафильтрации. Иногда добиваются полной модификации всего введенного в реакцию белка: тогда разделение становится излишним.
