蛋白脱酰胺作用

蛋白脱酰胺作用肽或蛋白在提取或保存过程中会发生自然的脱酰氨反应，该反应是导致蛋白质活性损失的主要原因之一［1－2］。它能够使蛋白质的局部疏水性发生变化，影响蛋白质的空间结构，降低生物活性甚至改变其生物学功能;此外，还可能影响蛋白质的代谢动力学。蛋白质中天门冬酰胺(Asn)或谷氨酰胺(Gln)残基均可发生非酶催化的脱酰胺，但Gln的脱酰胺速率远低于Asn。Asn脱酰氨产生异天门冬氨酸(isoasparticacid，Isoasp)，所以Isoasp是肽和蛋白在温和条件下最普遍发生的非酶催化的降解产物，脱酰胺反应对蛋白或肽的影响主要是通过Isoasp实现。因此，Isoasp的检测对重组蛋白类药物的质量控制极为重要，其能够作为监测药物活性功能改变的重要指标，在其质量控制、制剂配方优化、储存条件筛选方面发挥重要作用。蛋白质脱酰胺是指Asn或Gln残基侧链发生脱酰胺反应形成Asp或Glu的过程。在生物体内，脱酰胺是一种重要的蛋白质翻译后修饰，在脱酰胺酶的催化作用下完成，它是许多生物学过程的分子钟(molecularclock)，影响蛋白质的合成和代谢、细胞增殖等过程;在生物体外，许多蛋白质在生产和储存过程中会发生非酶催化的脱酰胺，导致蛋白质活性损失。脱酰胺反应的位点以Asn更普遍，通常发生在Asn－Gly、Asn－Ser、Asp－Gly，大约70%的脱酰胺反应导致产生Isoasp。因此，Asn的脱氨基反应是氨基酸序列差异和自然降解的主要来源，也是导致正常中性pH条件下蛋白损伤的主要原因。对于重组蛋白药物而言，脱酰胺反应对其影响巨大，一方面，蛋白中通常含有较高量的Asn(～4%)和Asp(～5%)，这些残基有潜在的脱酰胺趋势或倾向;另一方面，重组蛋白一旦与宿主细胞分离，就失去了修复机制，有可能在长时间的储存过程中发生脱酰胺。因此，重组蛋白脱酰胺反应的研究对促进该类药物的质量控制，稳定性研究，储存条件的筛选，制剂配方优化都有重要意义。目前，脱酰胺的研究集中在脱酰胺位点识别和脱酰胺反应产物检测2个方面。在脱酰胺位点识别方面，离子交换色谱因分离含Asp与Isoasp多肽存在一定难度，用于脱酰胺化研究存在局限性;反相色谱可区分发生脱酰胺前后的多肽，但多肽的分离度对结果影响较大;高效液相色谱质谱联用技术可通过色谱分离脱酰胺前后的多肽，利用质谱技术识别脱酰胺化位点，在脱酰胺研究中的应用日益增多。参考文献：重组人血管内皮生长因子抑制剂中异天门冬氨酸含量检测；药物分析杂志；毕华，饶春明＊蛋白质的脱酞胺反应是指天冬酞胺(Asn)或谷氨酞胺(Gln)残基侧链发生降解应形成天冬氨酸或谷氨酸的过程。发生在分子内的非酶催化的脱酞胺过程是蛋白质药物最常见的降解反应。在生理条件下,Asn和Gln即会发生非酶催化的脱酞胺反应,首先形成唬拍酞亚胺五元环中间产物,这个中间产物进一步发生水解、异构或消旋,最终导致蛋白质亚基解离、水解变性、功能改变而丧失活性。Asn发生脱酞胺反应的几率远远大于Gln,水溶液中Asn的脱酞胺反应往往比蛋白质的水解速度更快。脱酞胺的速度、机理与溶液的温度、pH值、离子种类、离子强度密切相关,此外,Asn与Gln在蛋白质中的位置决定了其脱酞胺反应的相对速率,邻近的氨基酸种类及蛋白质的二级结构也会影响脱酞胺反应的相对速率,蛋白质的N末端也会发生脱酸胺反应。蛋白质发生脱酞胺作用,其亲疏水性以及表面电荷分布等均会发生变化,每发生一个脱酞胺化蛋白质分子量增加1Da。参考文献：