PEG的修饰作用和PEG修饰方法

      聚乙二醇修饰即PEG化，是将活化的PEG通过化学方法以共价键偶联到蛋白质或多肽分子上。自Davies 1977年用PEG 修饰牛血清白蛋白以来， PEG修饰技术广泛应用于多种蛋白质和多肽的化学修饰，多个PEG修饰药物上市或在临床研究中。 PEG修饰具有半衰期延长、免疫原性降低或消失、毒副作用减少以及物理、化学和生物稳定性增强等。

高分子聚乙二醇（PEG）由于其毒性小、无抗原性、具有良好的两亲性，且生物相容性已获FDA认可，对蛋白质的改造具有无可取代的优势。聚乙二醇化修饰技术通过共价键，将聚乙二醇与被修饰药物耦联，改善药物的理化性质和生物学活性，这种技术现已广泛应用于蛋白质(肽类)、酶、抗体及小分子药物。

1 PEG化学结构及性质

1.1 PEG化学结构

结构式CH2（OH）-（CH2CH2O）n -CH2OH

1.2 PEG性质

聚乙二醇系列产品通常情况下溶于水和多种有机溶剂，不溶于脂肪烃、苯、乙二醇等，不会水解变质，有广泛的溶解范围和优良的相容性、很好的稳定性、润滑性、成膜性、增塑性、分散性等。系低毒物质，且无刺激性，属非离子型聚合物。

2 聚乙二醇修饰剂

根据化学修饰剂与蛋白质之间反应性质的不同，修饰反应主要分为酰化反应、烷基化反应、氧化还原反应、芳香环取代反应等类型，对蛋白质进行氨基、巯基和羧基等侧链基团进行化学修饰。根据被修饰化合物包括蛋白质、多肽、单克隆抗体分子片段、以及小分子化合物等的不同分子量大小、分子结构以及其理化特性，采取不同的聚乙二醇化技术方法对这些化合物进行修饰。

2.1随机修饰

随机修饰蛋白质多以赖氨酸的ε-NH2或α-NH2为修饰目标，由于赖氨酸在蛋白质内通常数量较多，这种修饰引起蛋白质中多个赖氨酸被修饰，得到的产物是聚乙二醇化修饰异构体的混合物，目前FDA批准的已经上市的聚乙二醇化新药多数为随机修饰的产物。

2.2定点修饰

聚乙二醇化定点修饰，是在随机修饰的基础上发展起来的第二代聚乙二醇修饰技术，通过对修饰方式、PEG修饰剂和反应pH等的优化选择，实现定点修饰，这种修饰所得的产物为均一产物，异构体少，活性保留较好，免疫原性大大降低。

2.2.1 N端氨基定点修饰

由于蛋白质、多肽中存在多个α-NH2 和ε-NH2基团，氨基的随机修饰可能导致药物活性的明显下降，这给蛋白质、多肽的修饰带来了障碍。目前我们采取对N端氨基定点修饰，特别是对于远离活性中心的 N端定点修饰可以有效地保持药物的原有生物活性。

2.2.2巯基定点修饰

结合基因工程技术或Mutagenesis等方法，将巯基或一些特异性基团引入到蛋白、多肽预设位点（如不影响活性的糖基化位点、抗原决定簇等）后，再进行对该基团的修饰，这样就可得到活性保留较高和免疫原性降低的定点修饰产物。

2.2.3羧基定点修饰

采用带酰肼活化基团的聚乙二醇衍生物对蛋白质、多肽进行羧基基团进行修饰， 同样可以获得定点的修饰产物。

2.2.4酶催化修饰

采用酶催化手段诱导聚乙二醇分子与蛋白质、多肽等分子上特定的位点进行定向修饰。此方法具有一下特点：

（1）不需要对原蛋白质、多肽进行结构改造，保持原化合物的理化特性不受改变；

（2）定点修饰；

（3）工艺简单，容易大规模化生产和质量控制。