Study on Synthesis and Characterization of monomethoxyl poly(ethylene glycol) and amino acid ended heterotelechelic poly(ethylene glycol) by new methods

Abstract

对蛋白质进行聚乙二醇修饰可以有效降低被修饰药物的免疫原性、抗原性和毒性，明显延长其体内半衰期并改善其药代动力学性质，近年来聚乙二醇化技术已逐渐成为蛋白质药物相关领域的研究热点。本论文重点针对以下两个方面进行了研究：一是对针对传统工艺制备的单甲氧基聚乙二醇分子量不够高，且其中含有较多会给修饰反应带来不良影响的双羟基聚乙二醇副产物的缺陷，研究了高纯度高分子量单甲氧基聚乙二醇的直接制备方法，并对两种模型蛋白进行了修饰验证。二是针对异端基双官能团聚乙二醇繁琐的传统制备步骤，开发了一种新的聚合方法，制备一系列可用作生物大分子交联剂的、一端为氨基酸另一端为羟基的新型异端基双官能团聚乙二醇。 本论文分为三个部分。第一部分是建立了一种直接制备高分子量高纯度单甲氧基聚乙二醇的聚合方法。确定的最优聚合条件为：四氢呋喃作溶剂，甲醇为起始反应物，萘钾为催化剂体系，甲醇与萘钾摩尔加料比为1:1，室温条件下进行聚合，根据环氧乙烷的不同加料量聚合得到分子量可控范围宽（2k～30k）、分子量分布窄（≤1.07）且其中基本不含双羟基聚乙二醇的单甲氧基聚乙二醇，同时针对该产品建立了包括红外、核磁、质谱、凝胶色谱等手段的系统分析方法，并进行了批次产量200g的放大聚合装置的设计。高分子量高纯度聚乙二醇的直接制备是本论文的一个重要创新点。 第二部分是建立了一种新的聚合方法，制备出一系列以氨基酸为一端基的新型异端基双官能团聚乙二醇。确定最优聚合条件为：甘氨酸、脯氨酸和苯丙氨酸分别作为反应起始物，纯水作溶剂，氢氧化钠为催化剂，氨基酸与氢氧化钠摩尔加料比为1:1，环氧乙烷与氨基酸摩尔加料比为20～30:1，室温条件下反应40h左右，聚合粗产物用乙醇:水＝9:1的混合溶液作洗脱剂进行硅胶柱层析，分离后得到聚合度范围在10～15的氨基酸端基异端基双官能团聚乙二醇系列产物。这种简便温和的聚合新方法和由此制备得到的一系列新型异端基双官能团聚乙二醇是本论文另一个重要的创新点。 第三部分是采用自制的单甲氧基聚乙二醇活化为聚乙二醇琥珀酰亚胺碳酸酯（SC-PEG）后对血红蛋白和白蛋白两种模型蛋白进行修饰，证明其具有良好的修饰性能，可成功地应用于蛋白质修饰