聚乙二醇表面偶联载脂蛋白作为合成血红素清除剂

来自美国俄亥俄州立大学的研究人员在2020年的《Biomacromolecules》杂志上发表了题为“Polyethylene Glycol Surface Conjugated Apohemoglobin as a Synthetic Heme Scavenger”的文章。

原文摘要：载脂蛋白（apoHb）含有空的疏水性血红素结合囊，其可与多种疏水性分子结合。所以，apoHb在药物递送、生物成像以及血红素清除方面，是一种非常有前景的蛋白质。但遗憾的是，apoHb的半衰期很短，在生理温度下会发生沉淀。在本研究中，apoHb表面偶联聚乙二醇（PEG），以提高apoHb的治疗潜力。可放大的PEG修饰工艺可获得>95%的蛋白质收率，每个apoHb αβ二聚体上可连接~10-12个PEG。获得PEG-apoHb平均分子量为~80-90kD，水动力学直径为11nm。PEG-apoHb可保持高血红素结合亲和性以及30-40%的血红素结合活性。此外，血红素结合和无血红素结合的PEG-apoHb结合至结合珠蛋白，使PEG-apoHb潜在地靶向巨噬细胞和单核细胞。最后，PEG-apoHb在生理温度下稳定，沉淀极低。总结来说，体外实验结果证实，PEG-apoHb在溶血状态下，是一种有效的血红素清除剂。

文中，血红蛋白制备、ApoHb生产以及ApoHb PEG修饰时，均使用KrosFlo® Research 2i 切向流过滤系统及中空纤维过滤组件。血红蛋白制备时，使用TFF从人红细胞中纯化人血红蛋白。然后，通过TFF，结合在酸性乙醇中血红素提取，从人Hb中生产ApoHb，简单来说，Hb原液（~20-25mg/mL）逐步加入含有HCl的乙醇:水溶液，获得Hb混合液，然后以酸化乙醇溶液洗滤9体积，再以去离子水洗滤5体积。水性apoHb样品以PBS洗滤5体积。最后，将apoHb浓缩至~40mg/mL，并于-80℃储存。在进行Hb的PEG修饰时，使用30kD mPES中空纤维膜，以TFF方式洗滤去除过量的mPEG-马来酰亚胺-5000和2-亚氨基硫烷盐酸盐。

原文：I.S.Pires, C.Savla, A.F.Palmer, Polyethylene Glycol Surface Conjugated Apohemoglobin as a Synthetic Heme Scavenger. Biomacromolecules, 2020, DOI: 10.1021/acs.biomac.0c00141.
 

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