Физиологически активные полимеры - Платэ Н.А.
Скачать (прямая ссылка):
Второй подход к синтезу растворимых полимер-белковых конъюгатов также заключается в связывании белка с полимером, но не по боковым функциональным группам, а по одной из концевых [7]- В качестве полимера используют активированные (например, трихлортриазином) производные моноэфиров полиэтиленгликоля. Образующиеся конъюгаты имеют звездообразную структуру и не содержат сшивок. Число и длина привитых цепей легко регулируются. Если цепей достаточно много (например, около 10 на молекулу белка), то прививаемый полимер может иметь низкую М (^10 тыс.) и не подвергаться биодеструкции в организме. Закрепления конформации белка при этом способе не происходит.
Третий подход к синтезу полимер-белковых конъюгатов заключается в превращении белка в макромономер в результате введения в него двойных связей, обычно по аминогруппам [8]. Макромономер сополимеризуют с низкомолекулярным гидрофильным мономером, формируя таким образом оболочку полимера-носителя вокруг белковой глобулы. Этот подход разработан Н. А. Платэ с сотр. и позволил получить как широкий круг гидрогелей, содержащих функционально активные белки, так и водорастворимые полимер-белковые конъюгаты. В зависимости от числа двойных связей в макромолекуле и ряда других факторов можно регулировать М водорастворимых конъюгатов, а также пористость, набухаемость и другие характеристики гидрогелей.
Четвертый подход к синтезу полимер-белковых конъюгатов также заключается в формировании полимера-носителя вокруг белковой глобулы, однако последняя служит не макромономером, а макроинициатором полимеризации N-карбоксиангидри-дов а-аминокислот [9]. В водных растворах полимеризация карбоксиангидридов инициируется аминогруппами белка, на которых растут полипептидные цепи. Хотя образование полипеп-тидилбелков происходит с низкой эффективностью из-за конкурирующей реакции гидролиза карбоксиангидридов, можно получить звездообразные полимеры с достаточно длинными «лучами» различной природы. Прививка трифункциональных аминокислот к белку, например с помощью Ыв-трифторацетилкар-бокснангидрида орнитина, позволяет после удаления защитных групп получить поликатионные производные белков. Дальнейшая полимеризация карбоксиангидридов на аминогруппах «лучей» приводит к получению разветвленных звездообразных полимеров.
Полимеризация виниловых мономеров под действием радикального инициатора, ковалентно связанного е белком, пред*
ставляет собой следующий (пятый) подход к синтезу полимер-бел новых конъюгатов [10]. В этом случае можно регулировать число и локализацию точек роста цепей [11]. Использование гидрофильных мономеров позволяет получать водорастворимые звездообразные конъюгаты с белком в центре и карбоцепными «лучами». Длина цепей зависит от соотношения мономера и макроинициатора. Инициатор присоединяют как к аминогруппам белка, так и к другим функциональным группам, например сульфгидрильным.
Полимер-белковые конъюгаты можно получать и на основе нестехиометрических полиэлектролитных комплексов, содержащих белок [12]. В отличие от стехиометрических поликомплексов нестехиометрнческие растворимы в воде. Это — шестой подход к синтезу полимер-белковых конъюгатов.
Еще два подхода к синтезу полимер-белковых конъюгатов не имеют общего характера, но обладают рядом достоинств. Если простетическая группа сложного белка может быть выделена, связана с полимером, а затем вновь соединена с апобел-ком, то можно задать число прививаемых полимерных цепей и место их прививки. Этот подход был реализован на примере гемоглобина [13]. Наконец, белок, иммобилизованный на нерастворимом деградирующем носителе, может быть подвергнут солюбилизации при действии ферментов, например декстраназы в случае Сефадекса [14] или алифатических аминов в случае ди-альдегидсефадекса [15]. Возможность проведения синтеза в твердой фазе заметно упрощает получение водорастворимых конъюгатов, но их структуру и ММР регулировать трудно. Этот подход был использован для создания тромболитических конъюгатов, растворяющихся in vivo (см. гл. 6).
В качестве полимера-носителя в конъюгатах можно использовать не только небелковый полимер, но и белок. Получают такие конъюгаты контролируемым сшиванием белковых макромолекул низкомолекулярными бифункциональными реагентами. Последние могут быть гомо- или гетерофункциональными, т. е. иметь одинаковые или разные реакционноспособные группы по концам молекулы.
Процесс сшивания белка бифункциональными реагентами химически относительно прост и обеспечивает высокое содержание белка в конъюгате. Можно сшивать не только одинаковые, но и разные белки, в особенности при использовании гетероби-функциональных агентов, когда функциональные группы сшивающего агента активируются или реагируют в разных условиях. Недостаток подхода заключается в образовании не только межмолекулярных, но и внутримолекулярных сшивок, которые не всегда желательны, хотя в ряде случаев такие сшивки («скобки») предложены для стабилизации белковых глобул [5] (А и В — реакционноспособные группы бифункционального реагента) :
