Физиологически активные полимеры - Платэ Н.А.
Скачать (прямая ссылка):
Современный подход к лечению гипергликемических состояний предусматривает обратную связь между концентрацией сахара в крови и уровнем инсулиновой активности. Особый интерес представляют системы, в которых углеводные конъюгаты инсулина находятся в виде комплекса со специфически свя-зывающим их белком — конканавалином А. Такой комплекс
инсулиновой активностью не обладает, но может постепенно разрушаться вследствие вытеснения активного инсулинового конъюгата содержащейся в плазме крови глюкозой. В результате выделение конъюгата зависит от уровня глюкозы в крови, т. е. потребности в инсулине. Практическая реализация этого принципа оказалась непроста, но привела к успеху.
Из небелковых макромолекулярных ФАВ к полимерам-носителям был присоединен гепарин [87]. Конъюгаты с декстраном (УИщ, = 55 тыс.) и фиколлом (Мш — 497 тыс.), а также тройной конъюгат гепарин — декстран (Мш — 84 тыс.) — альбумин были получены бромциановым методом. Значения Mw конъюгатов составляли соответственно 150, 1200 и 210 тыс. Конъюгат гепарин — декстран показал более слабые антикоагулирующий и агрегирующий эффекты, чем гепарин. Гепарин — фиколл и тройной конъюгат по этим показателям либо превосходили, либо не уступали гепарину. Однако время полувыведения (7\/г) из кровяного русла животных для всех трех конъюгатов было невелико — соответственно 110, 160 и 120 % от той же величины для исходного гепарина.
5.3. ПОЛИМЕР-БЕЛКОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ДРУГИХ ТИПОВ
Описанные выше методы синтеза полимер-белковых конъюгатов заключались в связывании белка с готовым полимер-носителем. Ряд других методов заключается в формировании полимера-носителя непосредственно на белке, что аналогично двум кардинальным подходам к синтезу ФАП, приведенным в гл. 3.
Один из вариантов такого подхода заключается в сополиме-ризации N-акрилоильных производных ферментов с гидрофильным акриловым мономером [8]. Ацилированием трипсина акри-лоилхлоридом получают макромономер, активность которого по низкомолекулярному субстрату даже несколько выше, чем у исходного фермента. Сополимеризация макромономера с акрил-амидом приводит к получению высокомолекулярного конъюгата, ненамного уступающего по активности исходному трипсину. Протеолитическая активность конъюгата снижается с увеличением его М, в особенности по отношению к высокомолекулярному субстрату —казеину. Аналогичные результаты получены с а-химотрипсином, фибринолизином и протеазой из актиноми-цетов [88]. Даже в отсутствие сшивающих агентов наблюдалось сшивание цепей вплоть до образования геля как за счет полифункциональности макромономера, так и за счет передачи иепи в ходе полимеризации. Такие гели нашли применение в качестве тромборезистентных покрытий. Формирование полимера-носителя вокруг жесткой глобулы белка способствует сохранению и стабилизации его конформации. Наиболее активные конъюгаты получаются в тех случаях, когда макромономер со-
держит только один ненасыщенный остаток. Так, сополимериза-дней альбумина, избирательно ацилированного акрилоилхлори-дом по концевой аминогруппе, с акриламидом синтезирован высокомолекулярный конъюгат с точечным присоединением полимера-носителя к белку [89]. Помимо акрилоилхлорида для получения макромономера могут быть использованы и другие реагенты, например глицидилметакрилат [90] или акролеин. Для медицинского применения водорастворимых конъюгатов, полученных этим методом, по-видимому, необходимо найти приемы регулирования структуры небиодеградирующего карбо-цепного полимера-носителя, позволяющие избежать образования сильно сшитых или высокомолекулярных структур.
Белок может служить не только мономером, но и инициатором полимеризации. Полипептидбелки были синтезированы полимеризацией N-карбоксиангидридов а-аминокислот, инициированной аминогруппами белка [91]. Поли-а-аминокислотные цепи из остатков аланина, глутамина, тирозина, орнитина и т. д. были наращены на аминогруппах трипсина, химотрипсина, ри-бонуклеазы и других ферментов. В результате физико-химические характеристики белковых глобул оказались измененными (гидрофобизация, изменение зарядов и т. д.), соответственно изменялись и ферментативные свойства. Полимеризация карбоксиангидридов в водной среде мало эффективна, поскольку в этом случае преобладает гидролиз, а регулирование структуры образующегося звездообразного конъюгата затруднительно. Поэтому процесс получения полипептидбелков трудно воспроизводим. Хотя имеется широкий выбор а-аминокислот с боковыми цепями различной природы, что позволяет варьировать свойства конъюгатов, и к тому же проблема биодеструкции в этом случае, по-видимому, разрешима, полипептидбелки вряд ли имеют благоприятные перспективы для применения в медицинских целях. Ступенчатый синтез полиаминокислотных производных белков с определенной структурой реален только в случае относительно коротких (не более 10—20 аминокислотных остатков) боковых цепей [92].
Более удачным следует считать подход к получению звездообразных конъюгатов, который предложен в [10,11]. Введение в молекулу белка небольшого заранее заданного количества инициаторов радикальной полимеризации (производные азобис-изомасляной кислоты) позволяет локализовать точки роста цепей, а подбор соотношения мономер : инициатор — регулировать их длину. Так, конъюгат трипсина с одноточечным соединением белка с полимером (один «луч») был синтезирован ацилирова-нием фермента дихлоргидратом бисметилимидата азобисизо-масляной кислоты с последующей полимеризацией винилпир-ролидона на макроинициаторо. Ферментативные свойства трипсинов, модифицированных инициатором, по отношению к высокомолекулярному субстрату (казеину) практически не от-
