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      N-糖基化對蛋白質藥物關鍵質量屬性影響機制的研究進展

      2020-01-09 11:30:14劉國芳劉曉志高健王志明
      中國醫(yī)藥生物技術 2020年1期
      關鍵詞:唾液酸糖基化聚糖

      劉國芳,劉曉志,高健,王志明

      綜述

      N-糖基化對蛋白質藥物關鍵質量屬性影響機制的研究進展

      劉國芳,劉曉志,高健,王志明

      050015 石家莊,華北制藥集團新藥研究開發(fā)有限責任公司抗體藥物研制國家重點實驗室

      蛋白質糖基化是真核生物蛋白質翻譯后修飾的主要方式。它分布于許多膜結合蛋白上,以 N- 或 O- 形式和蛋白質連接,其中 N- 連接是天冬酰胺(N)和聚糖連接,O- 連接主要是蘇氨酸(T)或絲氨酸(S)同聚糖連接。許多激素、酶以及抗體的N-糖基化位點一般含有保守序列 N-X-S/T(其中 X 為非脯氨酸的氨基酸),糖基化蛋白一般分布于細胞外,內質網(wǎng)(endoplasmic reticulum,ER)、高爾基體和溶酶體內[1]。

      N-糖基化反應在內質網(wǎng)(ER)內開始,ER 和高爾基體內的多種糖苷酶和糖基轉移酶參與這個修飾過程。治療性抗體藥物的 Fc 區(qū)域有一個 N-連接聚糖,位于重鏈 CH2 結構域中的 N297。它具有復雜的雙觸角型結構,核心結構為甘露糖 α1,3 和甘露糖 α1,6 鍵連接的 2 個糖鏈,添加半乳糖和唾液酸延長糖鏈。

      當含有 N-糖基化共有序列的新生抗體通過 ER 膜時,N-聚糖前體[包含有 3 個葡萄糖(Glc),9 個甘露糖(Man)和 2 個 N]通過寡糖基轉移酶將乙酰葡糖胺(GlcNAc)轉移至新生多肽的 N 側鏈的酰胺氮上。在ER 內,N-聚糖末端的葡萄糖殘基被 α-葡糖苷酶依次修剪,蛋白質正確折疊后形成寡甘露糖 9(Man9 或 Man9-GlcNAc2)結構。隨后通過 ER α-甘露糖苷酶 I 除去 Man9 中的 α1,2-連接的甘露糖,并且將聚糖轉化為寡甘露糖 5(Man5 或 Man5-GlcNAc2)結構。當抗體從 ER 轉運到高爾基體時,通過糖苷轉移酶 I(GlcNAcT I)將 GlcNAc 添加到 Man5 的 α1,3 臂末端甘露糖上,成為雜合型分子。α1,6-巖藻糖基轉移酶 VIII(FucT VIII)催化 α1,6-巖藻糖轉移到 GlcNAc-GlcNAc 核心中的最內部的 GlcNAc 上,將聚糖轉化為巖藻糖型聚糖。雙觸角聚糖的 α1,6 臂中的非還原甘露糖被 α-甘露糖苷酶 II 進一步修剪,剪切掉另一個 GlcNAc,即形成雙觸角復合型聚糖 G0F。從高爾基體到反式高爾基體的轉運過程中,抗體的聚糖被半乳糖基轉移酶和唾液酸轉移酶進一步加工,形成半乳糖、唾液酸和半乳糖的聚糖。聚糖的生物合成不是 DNA 直接參與,因此抗體藥物上的 N-聚糖通常情況下是異質性的。重組治療性抗體中的 N-聚糖結構,包括寡聚甘露糖(Man5 和 Man6)例如,雜交(G0F-Gn 和 G0-Gn)或復合型聚糖(G0F 和 G1F)。其中,G0F 和 G1F 是抗體藥物中主要的聚糖類型。然而,當抗體發(fā)酵生產(chǎn)時,使用 α-葡萄糖苷酶、α-甘露糖苷酶 I 或 α-甘露糖苷酶 II 抑制劑,N-聚糖的過程被阻斷,聚糖的最終形式以寡聚糖或雜交體形式存在[2]。使用酶抑制劑生產(chǎn)的抗體藥物,N297 連接的 N-聚糖型為簡單雙觸角型,不包含半乳糖基化或唾液酸化結構。這些糖蛋白或抗體的糖基化差異與表達系統(tǒng)、細胞系或細胞培養(yǎng)條件有密切相關。

      N-聚糖不但會影響蛋白質功能,還影響治療性抗體藥物的穩(wěn)定性、藥物動力學(PK)和免疫原性。本綜述將重點介紹N-糖基化對蛋白質藥物這些關鍵質量屬性影響機制的研究進展。

      1 N-糖基化對蛋白質穩(wěn)定性的影響

      低蛋白質濃度、低 pH 或加熱都可能引發(fā)蛋白質變性?;瘜W變性包括蛋白質內共價鍵的形成或破壞,如脫酰胺、氧化、二硫化物交換和肽鍵水解等。物理變性包括聚集、熱變性和溶解度降低等。這些都加速蛋白質的降解或聚集,引發(fā)患者不良免疫應答,導致藥物的安全性和有效性下降。

      聚糖具有高親水性,在蛋白質穩(wěn)定性中起重要作用。聚糖可以保護蛋白質藥物免受蛋白酶水解、氧化、凝聚、pH 等環(huán)境的變化。糖基化蛋白質藥物包括重組或提取純化的細胞因子和酶,如促紅細胞生成素(EPO)、干擾素-b(IFN-b)和干擾素-g、核糖核酸酶(RNase)、α-半乳糖苷酶和三肽基肽酶等。此外,重組人 EPO 活性與四觸角和雙觸角聚糖比例有關,非糖基化的 EPO 則缺乏生物學活性,而且熱穩(wěn)定性和 pH 穩(wěn)定性也差。重組人 IFN-b 含有單個 N-糖基化位點,聚糖結構相對均一,具有完全的唾液酸化和巖藻糖基化結構,這種聚糖結構對于維持蛋白質溶解度非常重要[3]。

      對于 N297 聚糖對抗體穩(wěn)定性影響的研究發(fā)現(xiàn),利用幾種外切糖苷酶(包括唾液酸酶、β-半乳糖苷酶、β-己糖胺酶和 α-甘露糖苷酶)對抗體 IgG1-Fc 的 N297 聚糖進行依次去除,利用微量熱掃描法研究這些糖基化物熱穩(wěn)定性的變化。隨著 N297 聚糖 α-甘露糖殘基的逐步去除,Tm顯著降低,Tm是 CH2 結構域展開所需的熱轉變溫度。當 N-聚糖被完全去除后,抗體的高聚集性顯著增加,尤其酸性條件下更為明顯。

      利用畢赤酵母生產(chǎn)抗體,研究單糖基化和非糖基化的 IgG1-Fc 蛋白的結構穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn),二糖基化或單糖基化的抗體中主要是 Man8 聚糖,在 pH 4.0 ~ 6.0 時,二糖基化和單糖基化的抗體分別顯示出最高和最低的結構穩(wěn)定性,但非糖基化形式抗體的穩(wěn)定性居中,其具體原因尚不清楚[4]。

      研究者對 CHO 細胞或 HEK293 細胞表達的,含有復合型(G0F 和 G0)寡甘露糖(Man9)聚糖的單克隆抗體生物物理和生化特性進行了研究。結果發(fā)現(xiàn),具有 G0F/G1F、G0F 或 G0 聚糖的抗體中,CH2 結構域的 Tm沒有顯著差異,雜合或低甘露糖聚糖的抗體具有較低 Tm,去糖基化的抗體 Tm最低。上述研究說明,糖基化在蛋白穩(wěn)定性中起重要作用,去糖基化的抗體極易被多種蛋白酶(人中性粒細胞彈性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胃蛋白酶)水解,而低甘露糖聚糖或復合型聚糖的抗體具有更高抵制蛋白酶水解的能力[5]。

      抗體除了在 Fc 有糖基化外,15% ~ 25%的血清 IgG 的 Fab 也有 N-糖基化位點,這種糖基化,有助于增加抗體的多樣化。Fab 聚糖不僅可以影響抗原抗體結合,還影響抗體穩(wěn)定性。去除抗體的 Fab 的糖基化,將導致抗體熱穩(wěn)定性下降。

      研究顯示,蛋白質糖基化是通過影響蛋白質構象,進而影響其穩(wěn)定性的。例如,IFN-b-1a 結構分析顯示,N-聚糖與肽骨架形成氫鍵,隔離疏水性或易聚集氨基酸殘基,而當去除 N-聚糖后,蛋白質穩(wěn)定性下降,蛋白質凝聚傾向性增加?,F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn),抗體 N297 聚糖位于 Fc 的內部呈“馬蹄形”,具有一定柔性[6]。在雙觸角 α-1,6 復合型聚糖中,位于 CH2 結構域的氨基酸殘基相互作用,這些氨基酸殘基包括 T260、E258、F243、K246。然而,α-1,3 復合型聚糖位于兩條重鏈之間,具有更高流動性。

      氫/氘交換質譜研究發(fā)現(xiàn),當抗體中復合型聚糖被高度半乳糖基化時,來自附近氨基酸(L242、F243 和 K246)的氫會被更好的保護,而免于發(fā)生交換[7]。核磁共振研究表明,α1,6 型 N297 聚糖似乎處于蛋白結合和未結合兩種狀態(tài)。N297 聚糖對 IgG-Fc 構象影響的研究發(fā)現(xiàn),去除 N-乙酰葡糖胺和甘露糖殘基,將影響 N-糖基化位點的多肽環(huán)構象,CH2 結構域相互作用導致產(chǎn)生“封閉”構象。聚糖位于蛋白質疏水區(qū)域,因此 N297 聚糖的去除,將導致更多 CH2 疏水結構域發(fā)生相互作用。有學者通過核磁共振研究了非糖基化 Fc(由大腸桿菌表達)的結構,結果顯示非糖基化 Fc 沒有明顯可以區(qū)分的四級結構[8]。上述研究說明,gG1-Fc 中 N-聚糖的主要作用,是通過聚糖和肽骨架之間的分子內相互作用,維持抗體基本結構的穩(wěn)定[8]。

      研究者嘗試應用重組蛋白糖基改造方法來增加蛋白質穩(wěn)定性,研究發(fā)現(xiàn),增強芳香序列(F-Y-N-X-T,其中 X 不是脯氨酸,Y 是任何氨基酸)存在的 N-聚糖,可以穩(wěn)定幾種蛋白質的天然結構。這種可以增強蛋白質結構穩(wěn)定性的原因是,增強芳香序列中存在的 N-聚糖和蛋白質側鏈之間的糖相互作用。CH2 結構域 C'E 環(huán)中的 N297 糖基化位點通常是 IgG 中最不穩(wěn)定的結構域,在這個區(qū)域引入增強芳香序列可以增強其穩(wěn)定性。常用的方法是對 N297 周圍氨基酸進行突變,包括 Q295F 和 Y296A,產(chǎn)生增強芳香序列[9]。結果表明,改造抗體熱穩(wěn)定性得到改善,CH2 結構域 Tm值增加 4.8 ℃。盡管其對 FcRn 和 FcgRI 的親和力沒有改變,但是與其他 Fcg 受體的結合降低。同時,F(xiàn)c 的糖型也從 G0F 和 G1F 轉變?yōu)橹饕?G0F 和雜合型為主的糖基結構。增強芳香序列的 IgG1 Fc 片段的晶體結構研究,證實最內層 GlcNAc 和 F295 之間的相互作用,同時也發(fā)現(xiàn) GlcNAc1 的核心巖藻糖也參與同 F295 的相互作用。另一項研究,在貝伐單抗 Fab 結構域的聚集傾向氨基酸殘基附近,引入 N-糖基化位點,用聚糖掩蔽這些氨基酸殘基,這種設計將導致抗體聚集性降低。據(jù)報道,抗 IL-13 抗體的糖工程化顯著增加了其溶解度。與其他方法相比,例如通過定點誘變,改變等電點或降低整體表面疏水性等方法,重新引入 N-聚糖將大大提高抗體溶解度,同時保留了與抗原的親和力。由于糖基化在蛋白質穩(wěn)定性中發(fā)揮作用,因此蛋白質糖基化工程化改造,可以在很大程度上增加白蛋白穩(wěn)定性。

      2 N-糖基化對蛋白質藥代動力學的影響

      除穩(wěn)定性外,蛋白質藥代動力學(PK)是另一個重要特性,它與治療性蛋白質的臨床效果直接相關。如果肝臟對藥物降解增加,將降低血清藥物濃度,減少蛋白質達到疾病靶標的有效量。N-聚糖在調節(jié)血清藥物濃度中起著重要作用,抗體藥物的糖基化程度均一性差,這和表達系統(tǒng)或細胞培養(yǎng)條件有關。其中,唾液酸化聚糖對藥物等電點特性有顯著影響。含有較高唾液酸的治療性蛋白質,其等電聚焦凝膠的等電點(pI)值低于唾液酸化較少的值。由于缺乏與去唾液酸糖蛋白受體(ASGPR)的結合,前者通常表現(xiàn)出比后者更長的半衰期。糖蛋白清除受多種聚糖結合蛋白調節(jié),包括 ASGPR、甘露糖受體(ManR)以及非人類聚糖結合蛋白。高度唾液酸化的重組蛋白的較長半衰期可能是由于其干擾了唾液酸與 ASGPR 介導的清除。

      ASGPR 和 ManR 都是內吞型受體,在肝臟中大量表達。ASGPR 是發(fā)現(xiàn)的第一種可以和哺乳動物聚糖結合的蛋白。人 ASGPR 由 2 個 II 型跨膜糖蛋白亞基組成,去唾液酸糖蛋白受體-1(Asgr-1)和 Asgr-2。這 2 個亞基以Asgr-1-Asgr-2 異寡聚體或同源寡聚體形式存在,如異三聚體形式每個亞基含有 C 型碳水化合物識別結構域(CRD)和莖區(qū)作為 C 末端細胞外結構域,跨膜區(qū)和內吞作用信號的 N-末端細胞質結構域。該蛋白質主要表達在肝細胞竇狀表面上,主要與末端半乳糖或 N-乙酰半乳糖胺(如三觸角或四觸角聚糖)結合,具有較高親和力。使用基因缺陷小鼠研究 ASGPR 的病理生理功能,報告顯示,Asgr-1 對于維持血漿中 Von Wille 因子和凝血因子 VIII(FVIII)的正常水平至關重要,這表明其在調節(jié)血液凝固和血栓形成中發(fā)揮重要作用[10]。

      ManR(CD-206,Mrc1)是一種 175 kD 的 I 型跨膜糖蛋白,含有 N 末端半胱氨酸的 R 型 CRD,纖連蛋白 II 型結構域和 8 個 C 型 CRD 作為細胞外結構域,以及跨膜結構域。在一個 8 個連續(xù)的 C 型 CRDs 中,CRDs 4 和 5 參與結合末端甘露糖、GlcNAc 和巖藻糖。ManR 分布在肝臟內皮細胞(例如庫普弗細胞、巨噬細胞和未成熟細胞),C 末端位于細胞質中。ManR 敲除小鼠在清除帶有末端甘露糖或 GlcNAc 殘基的蛋白質方面存在缺陷,并且有 8 種不同溶酶體水解酶的水平升高。最近使用 ManR 和 ASGPR 缺陷小鼠研究也表明這兩種受體在控制藥物血清水平方面的關鍵作用,許多糖蛋白都與生殖激素和血液凝固調節(jié)密切相關[11]。

      此外,肝臟中 ASGPR和 ManR 也參與多種重組治療性糖蛋白的清除,例如凝血或纖維蛋白酶、激素、細胞因子、血清蛋白酶和溶酶體酶。這些蛋白質包括FVIII、纖溶酶原激活物(t-PA)、干擾素-g、EPO、促甲狀腺激素、b-葡萄糖腦苷脂酶(GCase)、溶酶體酸性脂肪酶(LAL)和 β-葡萄糖醛酸酶。ASGPR 可以識別雙觸角、三觸角和四觸角的聚糖,而 ManR 可以與低聚甘露糖或雜合型聚糖相互作用。當它們與ManR 結合后,發(fā)生受體介導的內吞作用,將藥物從血清中吸收到細胞內溶酶體中,從而被各種蛋白酶和糖苷酶降解。

      從人胎盤中純化的 GCase 含有約 41%的完全唾液酸化的雙觸角和三觸角聚糖,30%的部分唾液酸化雙觸角或三觸角復合物型聚糖,9%雜合型和 20%低聚甘露糖聚糖[12]。在靜脈注射藥物后,通過肝細胞將藥物從循環(huán)系統(tǒng)中清除,進入肝臟降解,半衰期為 21 min。然而,去唾液酸化的復合型或雜合型的聚糖,導致藥物的血清半衰期減少至 1.2 min,清除率增加超過 17 倍。當末端為唾液酸、半乳糖時,胎盤 GCase 的 GlcNAc 依次被糖苷酶去除,蛋白質的血清半衰期減少至 2.3 min。

      治療 Wolman 病和膽固醇酯病的重組 LAL,分別由巴斯德畢赤酵母(phLAL)和 CHO 細胞(chLAL)產(chǎn)生。phLAL 的 N-聚糖是寡甘露糖結構,主要是 Man8 ~ 12,而來自 chLAL 的是唾液酸化和非唾液酸化復合物、低聚甘露糖、磷酸化低聚甘露糖的混合物。當小鼠注射 phLAL 和 chLAL時,可以檢測到藥物在全身多器官巨噬細胞的分布[13]。

      EPO 分子含有 3 個 N-連接聚糖和 1 個 O-連接聚糖。蛋白質活性和唾液酸含量之間存在線性關系,這可能與它們在 ASGPR 介導的清除能力有關。去除 3 個 N-糖基化位點中的任何一個,但不去除 O-糖基化,降低了蛋白質的體內活性但不會降低其體外生物活性。另外,N-糖基化也影響聚乙二醇化重組蛋白 EPO 的 PK 特性。

      因此,糖基化的影響水平取決于單個蛋白質中存在的特定聚糖結構的相對量,例如低聚甘露糖、無唾液酸雜合體或復合型聚糖。聚糖的親和力和特異性表現(xiàn)也影響重組蛋白與聚糖結合蛋白的相互作用。因為 ASGPR 和 ManR 在肝臟中都很豐富并且參與清除,所以最小化糖基化含量,包括末端半乳糖、N-乙酰半乳糖胺、GlcNAc 和甘露糖,仍然是設計治療性蛋白質以獲得最佳效果的主要策略[14]。

      糖工程應用也可以降低體內蛋白質清除率。具有 2 個額外 N-糖基化位點的重組 EPO 變體可延長藥物半衰期。該變體可以延遲 3 倍血清半衰期,并增加其體內活性。將 N-糖位點引入重組 FGF21 中,引入的糖基化可能由于空間位阻,阻止血清蛋白酶的降解,因此增強藥物的血清穩(wěn)定性。糖基改造蛋白的 Fc 融合物進一步增加血清半衰期,HEK293F 細胞瞬時表達的 Fc-FGF21 糖變體含有低聚甘露糖,而由穩(wěn)定轉染 CHO 細胞產(chǎn)生的相同蛋白,維持正常程度唾液酸化,沒有顯著量的低聚甘露糖。后者顯示出比前者更長的血清半衰期。

      3 N-糖基化對蛋白質免疫原性的影響

      免疫原性是另一個與藥物安全性相關的重要特性。重組蛋白的免疫原性導致過敏反應或藥效下降。許多因素可以影響免疫原性,包括蛋白質序列變異、糖基化、變性和聚集等。

      具有非人類聚糖的重組蛋白可能被血清中存在的抗體——天然抗體群體的成分識別。這些抗體包括針對 α-1,3-連接的半乳糖(α-Gal、半乳糖和 α-1,3-半乳糖),N-羥乙酰神經(jīng)氨酸(Neu5Gc),b-1,2-連接木糖和 α-1,3-連接巖藻糖,這些聚糖成分通常存在于由非人類甚至非哺乳動物物種所表達的重組糖蛋白中[15]。鼠細胞系(SP2/0 和 NS0 細胞)表達的重組蛋白通常含有大量的 α-Gal。人血清中含有豐富的針對 α-Gal 的抗體,但是人類糖蛋白上不存在 α-Gal,因此含有 α-Gal 的聚糖的重組蛋白會被機體快速清除。據(jù)報道,西妥昔單抗在臨床中的不良免疫反應與小鼠骨髓瘤細胞系中產(chǎn)生抗體的 N-聚糖中的末端 α-Gal 相關。在許多患者的血清中發(fā)現(xiàn) α-Gal 特異性 IgE 抗體,甚至在治療前對西妥昔單抗具有超敏反應???α-Gal-IgE 介導的過敏反應與大多數(shù)不良臨床事件有關。從 CHO 細胞系表達的 CTLA-4-Fc 融合蛋白中,α-Gal 的存在是由于 α-1,3-半乳糖基轉移酶的表達。然而,與通常鼠細胞系產(chǎn)物相比,從 CHO 細胞表達的蛋白質中 α-Gal 表位的水平通常較低。

      除了非人類聚糖外,重組蛋白中的人樣 N-聚糖也可能引發(fā)免疫反應。在人免疫細胞中,特別是先天免疫系統(tǒng)的細胞中,存在許多聚糖結合蛋白,包括 Siglecs、半乳糖凝集素受體(CLR)和 C 型凝集素樣受體(CTLR)。例如,含有 C 型凝集素樣受體位于包括 DC 和巨噬細胞等細胞上。它們可以結合許多特定聚糖,包括來自病原體的非人聚糖和類人聚糖,例如寡甘露糖和巖藻糖基化的復合型聚糖。CLR 通過抗原攝取和呈遞給 T 細胞來增強免疫應答或免疫耐受性,在抗原呈遞細胞上有重組蛋白的受體,例如屬于 CLR 的 ManR。含有潛在免疫表位的受體介導的內吞蛋白可以在溶酶體中降解,通過 T 細胞的主要組織相容性復合蛋白遞呈抗原。Dasgupta 等[16]研究了低聚甘露糖對重組治療性蛋白質——人凝血 FVIII 的免疫原性。FVIII 導致高達30% 的臨床患者出現(xiàn)抑制性抗藥物抗體,導致藥物效力降低。有研究發(fā)現(xiàn),寡甘露糖可能導致 T 細胞活化。此外,還有其他可能導致 FVIII 免疫原性的原因,如基因突變、蛋白質聚集、酪氨酸硫酸化、非人類糖基化和血管性血友病因子。低聚甘露糖介導免疫反應可能是糖蛋白質免疫原性主要原因[17]。

      人類的免疫反應可能與其他動物的免疫反應不同,這可能是由于氨基酸序列,定位和許多免疫相關受體(包括聚糖結合蛋白)的差異。不同的 N-聚糖與特定的內吞聚糖結合蛋白相互作用,促進糖蛋白被攝入人抗原呈遞細胞內。蛋白質降解后,含有免疫表位的肽由 CD4+T 細胞上 T 細胞受體的主要組織相容性復合物 II 類分子呈現(xiàn)。在該過程中,聚糖結合蛋白可以通過人抗原呈遞細胞中的不同細胞內信號傳導途徑增強或抑制 T 細胞活化,促進炎癥因子或抗炎癥因子的釋放。

      4 結論

      N-糖基化對蛋白質穩(wěn)定性、PK 和免疫原性的影響密切相關。缺失聚糖可能導致蛋白質聚集,增加血清對藥物的清除率。蛋白質變性可以暴露免疫表位以誘導抗藥物抗體,導致血清半衰期縮短。非人類聚糖或聚糖結合蛋白介導的 T 細胞活化可以促進不良免疫應答和蛋白質快速清除[18]。

      關于糖基化對蛋白質的影響研究已有幾十年,現(xiàn)在研究者通過糖基化工程對這一關鍵質量屬性進行改變。一些重大科學問題尚未完全解決,阻礙了蛋白質糖工程的廣泛應用。如:均一化聚糖對單個蛋白質屬性的影響,天然蛋白質聚糖結構和重組表達結構差異對蛋白質屬性的影響。一些聚糖可以對蛋白質的功能產(chǎn)生顯著影響,例如,NK 細胞中 FcgRIII 中的寡甘露糖,與非巖藻糖基化抗體的高親和性相互作用。最后,有必要進一步破解與糖科學相關的知識和技術。N-糖基化研究必將加速治療性蛋白質的優(yōu)化,并在系統(tǒng)化、工程化中得到體現(xiàn)。

      N-糖基化是自然界中蛋白質主要的翻譯后修飾。包括抗體在內的大多數(shù)治療性蛋白質都含有 N-糖基。越來越多的證據(jù)表明 N-聚糖在這些蛋白質的結構和功能中起著重要作用。這里綜述了 N-糖基化對蛋白質穩(wěn)定性、PK 和免疫原性的影響機制。蛋白質穩(wěn)定性的增強歸因于 N-聚糖與相同分子中的蛋白質主鏈的相互作用或由于聚糖的存在而增加的親水性,聚糖可保護疏水性或易聚集氨基酸殘基,進而影響藥物的血清半衰期。N-糖基化是影響藥物免疫原性和穩(wěn)定性的重要因素之一。在研究和開發(fā)過程中應該對各種治療性蛋白的 N-糖基化進行廣泛研究和優(yōu)化,為保證藥物穩(wěn)定性以及用藥安全提供有力保障。

      [1] Clerc F, Reiding KR, Jansen BC, et al. Human plasma protein N-glycosylation. Glycoconj J, 2016, 33(3):309-343.

      [2] Fang P, Wang XJ, Xue Y, et al. In-depth mapping of the mouse brain N-glycoproteome reveals widespread N-glycosylation of diverse brain proteins. Oncotarget, 2016, 7(25):38796-38809.

      [3] Higel F, Seidl A, S?rgel F, et al. N-glycosylation heterogeneity and the influence on structure, function and pharmacokinetics of monoclonal antibodies and Fc fusion proteins. Eur J Pharm Biopharm, 2016, 100:94-100.

      [4] Laukens B, De Wachter C, Callewaert N. Engineering the Pichia pastoris N-Glycosylation pathway using the glycoSwitch technology. Methods Mol Biol, 2015, 1321:103-122.

      [5] Hou S, Hang Q, Isaji T, et al. Importance of membrane-proximal N-glycosylation on integrin beta1 in its activation and complex formation. FASEB J, 2016, 30(12):4120-4131.

      [6] Lowenthal MS, Davis KS, Formolo T, et al. Identification of novel N-glycosylation sites at noncanonical protein consensus motifs.J Proteome Res, 2016, 15(7):2087-2101.

      [7] Niu C, Luo H, Shi P, et al. N-Glycosylation improves the pepsin resistance of histidine acid phosphatase phytases by enhancing their stability at acidic pHs and reducing pepsin's accessibility to its cleavage sites. Appl Environ Microbiol, 2016, 82(4):1004-1014.

      [8] Chandler KB, Leon DR, Meyer RD, et al. Site-specific N-glycosylation of endothelial cell receptor tyrosine kinase VEGFR-2. J Proteome Res, 2017, 16(2):677-688.

      [9] Gonaus C, Maresch D, Schropp K, et al. Analysis of agaricus meleagris pyranose dehydrogenase N-glycosylation sites and performance of partially non-glycosylated enzymes. Enzyme Microb Technol, 2017, 99:57-66.

      [10] Kreer C, Kuepper JM, Zehner M, et al. N-glycosylation converts non-glycoproteins into mannose receptor ligands and reveals antigen-specific T cell responses in vivo. Oncotarget, 2017, 8(4):6857-6872.

      [11] Nascimento NAD, Ferreira LM, Rom?o TP, et al. N-glycosylation influences the catalytic activity of mosquito α-glucosidases associated with susceptibility or refractoriness to Lysinibacillus sphaericus. Insect Biochem Mol Biol, 2017, 81:62-71.

      [12] Planinc A, Dejaegher B, Vander Heyden Y, et al. Batch-to-batch N-glycosylation study of infliximab, trastuzumab and bevacizumab, and stability study of bevacizumab. Eur J Hosp Pharm, 2017, 24(5):286-292.

      [13] Tamir A, Eichler J. N-Glycosylation is important for proper haloferax volcanii S-layer stability and function. Appl Environ Microbiol, 2017, 83(6):e03152-16.

      [14] Zhang S, Li W, Lu H, et al. Quantification of N-glycosylation site occupancy status based on labeling/label-free strategies with LC-MS/MS. Talanta, 2017, 170:509-513.

      [15] Zhang Y, Huang YW, Yang HI, et al. Residues comprising the enhanced aromatic sequon influence protein N-glycosylation efficiency. J Am Chem Soc, 2017, 139(37):12947-12955.

      [16] Dasgupta S, Navarrete AM, Bayry J, et al. A role for exposed mannosylations in presentation of human therapeutic self-proteins to CD4t T lymphocytes. Proc Natl Acad Sci U S A, 2007, 104(21):8965-8970.

      [17] Sanchez-Pupo RE, Johnston D, Penuela S. N-Glycosylation regulates pannexin 2 localization but is not required for interacting with pannexin 1. Int J Mol Sci, 2018, 19(7):E1837.

      [18] Yu M, Qin H, Wang H, et al. N-glycosylation of uterine endometrium determines its receptivity. J Cell Physiol, 2020, 235(2):1076-1089.

      “重大新藥創(chuàng)制”國家科技重大專項(2017ZX09306010)

      王志明,Email:wzm3994@163.com

      2019-07-30

      10.3969/j.issn.1673-713X.2020.01.010

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