第四节 人血清白蛋白修饰

白蛋白作为药物载体的研究
【摘要】 白蛋白作为药物载体的应用已越来越广泛, 其载药方式主要有两种:一是使药物和白蛋白载体间产 生分子链接形成白蛋白化药物,即化学偶联的白蛋白载 药;二是依赖蛋白与药物的相互作用将药物包埋于白蛋 白纳米颗粒中,即物理结合的白蛋白载药。化学偶联白 蛋白可改善药物的药代动力学特性,其中又可分为外源 性白蛋白与药物耦合、前体药物进入体内与内源性白 蛋白结合、蛋白及多肽类药物的白蛋白化。物理结合 则可优化药物某些体外特性,如提高溶解性、稳定性等。 基于临床应用的需求,作为载体的白蛋白正历经着修饰 及改性的研究热潮。本文总结了近年来白蛋白载药技 术的发展及白蛋白的修饰改性现状 。
NH2
Pro
CHO-(CH2)3-CHO
白蛋白
N=CH—(CH2)3— C=N H
(修饰产物)
副产物:
白蛋白 Pro
N=CH—(CH2)3— C=N H N=CH—(CH2)3— C=N H
白蛋白 Pro
控制因素
1、双功能基团与蛋白质和溶剂的相对反应速度；
2、双功能基团与被修饰蛋白和白蛋白的相对反应速度；
+ +
Pro
NH2
HN—C—(CH2)2— C—NH— II II o O
HO—
—NO2
白蛋白
Pro
人血清白蛋白作为药物载体的优点 （1）增加难溶性药物在血浆中的溶解度——白蛋 白独特的空间结构能够增加难溶性药物在血浆中 的溶解度； （2）对易氧化的药物也有一定的保护作用； （3）显著降低药物毒性； （4）对于易氧化药物具有较好的保护作用，可延 长药物半衰期 如：尿酸酶的天然酶的半衰期为4h，经白蛋白修 饰后半衰期延长至20h。超氧化物歧化酶的天然酶 的半衰期为6min，经过白蛋白修饰后的半衰期为 4h； （5）人血清白蛋白是人体的内源性物质，不会因 人体内环境的变化或免疫反应而变性或降解。
3、分子间交联速度与分子内交联速度的相对关系；
4、白蛋白与被修饰蛋白质的反应分子比例。
（二）碳二亚胺法
碳二亚胺，含有N=C=N官能团，是一 类常用的失水剂。一般由硫脲失硫 化氢或脲失水制备，水解得到脲衍 生物。主要用于活化羧基，促使酰 胺和酯的生成。
白蛋白和蛋白质以碳二亚胺作为交联剂的修饰 反应过程如下：
• 新型蛋白质纳米粒制备技术
• 不改变蛋白结构的前提下，将药物载入 其中，以提高制品稳定性 • 紫杉醇—白蛋白纳米粒是第一个应用白 蛋白纳米技术的上市药物，该制剂利用了 肿瘤细胞摄取营养物质的途径，将白蛋白 传送的营养物质替换为抗肿瘤药紫杉醇
抗癌药物紫杉醇可以通过疏水作用结合到人血清白蛋白 上，形成的白蛋白-药物纳米颗粒已经得到美国食品和 药物管理局（FDA）的批准用于多种癌症的治疗 。紫杉 醇是一种广谱抗菌药，对多种恶性肿瘤显示出较肯定的 临床疗效。也是乳腺癌、卵巢癌和非小细胞肺癌标准治 疗方案的主要构成部分。传统的紫杉类药物难溶于水， 因此需要特殊的溶剂，但是有毒。后来利用独特的纳米 技术使疏水性紫杉醇与白蛋白结合，无需使用有毒溶剂。
第九章 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 的应用
蛋白质药物的化学修饰 概述 聚乙二醇化修饰 糖基化修饰 人血清白蛋白修饰 用其他修饰剂修饰 蛋白质的化学修饰在制药工业
小组分工： （1）资料收集：龙雪梅、常海、王美媛、肖大配； （2）资料整理：覃信卫、路程、刘云飞； （3）PPT制作：李玉桂、杨欢 （4）PPT汇报：李玉桂
O
OHˉ
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白蛋白
HN—C—(CH2)2— COOH II o
（2）活性酯形成反应 琥珀酰化蛋白在碳二亚胺作用下与对硝基苯 酚形成活性酯，除去小分子活泼交联剂后， 将得到的大分子白蛋白活性酯用于与被修饰 蛋白进行共价交联。
白蛋白
HN—C—(CH2)2— COOH + HO— II o —NO2
R—N=C=N—R’
白蛋白
COOH NH2
+
Pro
COOH NH2
R—N=C=N—R’
白蛋白
O II C—NH—
Pro
（修饰产物）
副产物: 白蛋白
Pro
O II C—NH— O II C—NH—
白蛋白 Pro
白蛋白
戊二醛法 副产物: 缺点：反应结束后蛋白质活性损 N=CH—(CH2)3— C=N Pro Pro
H 失较大，主要原因可能是在修饰 反应过程中，活泼的双功能交联 剂不仅与蛋白质的氨基、羧基反 O 应生成修饰蛋白，而且还可能与 II C—NH— 白蛋白 白蛋白 碳二亚胺法 蛋白活性基团发生反应，导致蛋 O 副产物: II 白质活性降低。 C—NH— Pro Pro
展望：人血清蛋白是目前随着 临床应用最为广泛的蛋白之一， 通过共价偶联，非公价偶联， 物理包埋，基因融合的方法可 成功将白蛋白和药物分子偶联， 并能够有效地增强药物的半衰 期，包括小分子、蛋白、多肽 等药物，其中部分产品已经成 功应用于临床治疗。
谢谢！！！
人血清白蛋白
人血清白蛋白作为血浆容量扩充剂用途广 泛，是当前的研究热点之一。人血清白蛋 白（Human Serum Albumin，简称HSA）是 人血浆中的蛋白质。在体液中人血清白蛋 白可以运输脂肪酸、胆色素、氨基酸、类 固醇激素、金属离子和许多治疗分子等： 同时维持血液正常的渗透压。在临床上人 血清白蛋白可用于治疗休克与烧伤，用于 补充因手术、意外事故或大出血所致的血 液丢失，也可以作为血浆增容剂。
（6）白蛋白载药有被动靶向的作用 药动学研究表明，白蛋白易被网状内 皮系统吞噬而被动靶向于肝、肾、骨髓等 器官。对白蛋白表面具有活性的氨基进行 化学修饰，再偶联特异性抗体或配体，可 达到主动靶向的目的。
缺点总括： （1）稳定性差，半衰期短，成 本高，存在致敏物质利用度低， 对酶敏感； （2）载药性有待提高； （3）靶向性需待增强； （4）容易被巨噬细胞吞噬掉。
白蛋白
HN—C—(CH2)2— C—O— II II o O
—NO2
（3）修饰反应 由于白蛋白活性酯的反应活泼性，可使被修饰蛋白与白蛋 白形成良好的交联，同时小分子交联剂作为被修饰蛋白质 与白蛋白之间的“手臂”防止了白蛋白形成对被修饰蛋白 的空间障碍，有利于保留被修饰蛋白的生物活性。 白蛋白
HN—C—(CH2)2— C—O— II II o O —NO2
N=CH—(CH2)3— C=N H
白蛋白
（三）活性酯法
主要特点 （1）反应条件温和 （2）减少了副反应的发生
（1）白蛋白琥珀酰化 白蛋白与琥珀酸酐作用，使白蛋白分子表面的氨基琥珀酰 化。该反应提供了大量的活性酯反应必需基团——羧基， 又防止了在活性酯反应时清蛋白产生的自身交联。 O
白蛋白
NH2+ O
第四节 人血清白蛋白修饰
人血清白蛋白作为血浆容量扩充剂用途广泛， 是当前的研究热点之一。其修饰方法主要有以 下三种 （一）戊二醛法；（二）碳二亚胺法；（三） 活性酯法。
人血清白蛋白
（一）戊二醛法
此方法是利用戊二醛双功能团的活泼性，使蛋 白质和被修饰蛋白质分子上氨基产生交联反应。
白蛋白
NH2 +
Pro