在蛋白质工程领域,对蛋白质进行修饰以改善其性能、拓展其应用范围是研究热点。MPEG-SAS(甲氧基聚乙二醇琥珀酰胺琥珀酰亚胺酯)作为一种功能强大的 PEG 衍生物,在蛋白质修饰技术中占据重要地位。
MPEG-SAS 的结构赋予其反应活性。一端的甲氧基聚乙二醇(MPEG)链段,具有良好的亲水性和生物相容性,能增加修饰后蛋白质的水溶性,降低其免疫原性;另一端的琥珀酰胺琥珀酰亚胺酯基团可与蛋白质上的氨基特异性反应,在温和条件下(pH 7-8.5),通过亲核取代反应,琥珀酰亚胺酯被蛋白质的氨基进攻,形成稳定的酰胺键,实现蛋白质的 PEG 化修饰。
图为:MPEG-SAS结构式
在实际操作中,基于 MPEG-SAS 的蛋白质修饰过程相对简便。首先,将目标蛋白质溶解于合适的结合缓冲液中,缓冲液的 pH 需严格控制在反应适宜区间,以确保蛋白质和 MPEG-SAS 的活性。接着,按 10-50 倍摩尔过量添加 MPEG-SAS 储备溶液至蛋白质溶液中,过量的 MPEG-SAS 可提高修饰效率。随后,混合物在室温下搅拌 30-60 分钟,或 4℃条件下搅拌 2 小时,让反应充分进行。反应结束后,可利用尺寸排阻色谱法或透析等手段,对修饰后的蛋白质进行纯化,去除未反应的 MPEG-SAS 及其他杂质。
图为:MPEG结构式
修饰后的蛋白质在性能上得到改善。例如,稳定性大幅提升,在不同温度和 pH 环境下,蛋白质的结构更稳定,不易变性,延长了保存期限。以一些酶蛋白为例,修饰后其热稳定性提高,在较高温度下仍能保持催化活性。同时,溶解性增强,能更好地分散于水溶液中,有利于在生物体内的运输与作用。在医药领域,经 MPEG-SAS 修饰的蛋白质药物,免疫原性降低,减少了人体免疫系统对药物的排斥反应,循环时间延长,可更持久地发挥药效。在生物传感器方面,修饰后的蛋白质作为敏感元件,对目标物质的检测更灵敏、更稳定,提高了传感器的性能。总之,基于 MPEG-SAS 的蛋白质修饰技术为蛋白质在生物医学、生物技术等众多领域的应用开辟了更广阔的前景。