博格隆純化解析|從研發(fā)到應(yīng)用：GLP-1純化策略

1. 背景介紹

（1）GLP-1藥物的應(yīng)用

GLP-1藥物近年來備受關(guān)注，并在糖尿病和肥胖治療中取得了顯著進(jìn)展。除糖尿病和肥胖領(lǐng)域外，GLP-1還在脂肪肝、心血管疾病、阿爾茨海默病、帕金森病和慢性腎病等多種疾病中展開了大量臨床研究。

（2）什么是GLP-1

人胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）是由人胰島高血糖素基因編碼并由腸道L細(xì)胞分泌的一種生理性肽類腸道激素，具有生物學(xué)活性的GLP-1（7~37），在攝入葡萄糖或進(jìn)食數(shù)分鐘后釋放，具有血糖濃度依賴性降糖效應(yīng)。

Fig. 1 GLP-1結(jié)構(gòu)示意圖

（3）已上市的GLP-1類藥物

已上市的GLP-1類藥物包括貝那魯肽、艾塞那肽、利拉魯肽、利西那肽、PLGA包載的長效艾塞那肽、阿必魯肽、杜拉魯肽、索馬魯肽、聚乙二醇洛賽那肽注射液和口服索馬魯肽。

Table 1 已上市的GLP-1多肽類藥物

（4）GLP-1相關(guān)肽激素

葡萄糖依賴性促胰島素多肽（GIP）、胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）和胰高血糖素（GCG）是負(fù)責(zé)葡萄糖穩(wěn)態(tài)的肽激素。它們的同源受體GIPR、GLP-1R和GCGR屬于B1類G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）家族。GIPR、GLP-1R和GCGR組合激動(dòng)作用的多靶點(diǎn)或單分子肽均被廣泛探索。

Fig. 2 GLP-1、GIP、GCG協(xié)同代謝過程

（5）長效化策略

GLP-1類似物長效化改造的常見策略包括：

氨基酸序列優(yōu)化：減少DPP-4酶的快速降解，延長半衰期。

融合蛋白：借助融合伴侶如白蛋白、Fc等增加藥物分子量，減少腎臟快速濾過，以及與其他作用機(jī)制共同協(xié)調(diào)作用，增加體內(nèi)循環(huán)時(shí)間。

脂肪酸修飾：一方面，脂肪酸同白蛋白的相互作用，利用白蛋白的體內(nèi)代謝和循環(huán)；另一方面通過脂肪酸的自聚性和離子性延長循環(huán)半衰期。

PEG化修飾：增大藥物分子體積，減緩酶降解速度。

聚合物緩釋劑：開發(fā)緩釋劑型，延長藥物釋放時(shí)間。

Fig. 3 已上市藥物長效修飾特點(diǎn)

2. GLP-1生產(chǎn)工藝

GLP-1類藥物的主要生產(chǎn)方式包括生物發(fā)酵和化學(xué)合成。

目前，大多數(shù)已上市的多肽藥物多采用化學(xué)合成法（固相合成和液相合成）制備，以固相合成工藝為主。GLP-1類似物氨基酸序列小于50，通過固相合成引入非天然氨基酸進(jìn)行定點(diǎn)精準(zhǔn)控制，生產(chǎn)周期短且粗品收率高。隨后，通過反相精純技術(shù)，獲得符合純度要求的GLP-1類似物。

Fig. 4固態(tài)多肽合成（SPPS）原理示意圖

基于分子設(shè)計(jì)的差異性，對于生物發(fā)酵法，上游表達(dá)平臺(tái)包括大腸桿菌表達(dá)、酵母表達(dá)系統(tǒng)及CHO細(xì)胞表達(dá)體系。以下是已知的三種分子設(shè)計(jì)純化工藝：

（1）GLP-1類似物融合蛋白純化工藝流程

Fig. 5 GLP-1類似物融合蛋白純化工藝流程圖

（2）GLP-1類似物融合Fc蛋白純化工藝流程

Fig. 6 GLP-1類似物融合Fc蛋白純化工藝流程圖

（3）脂肪酸酰化GLP-1純化工藝流程

Fig. 7 脂肪酸?；疓LP-1純化工藝流程圖

 

3.應(yīng)用案例

博格隆BestPoly 15RPC反相層析填料在多肽純化中的應(yīng)用

目標(biāo)多肽分子量3.4KD

Fig. 9 實(shí)驗(yàn)條件及層析圖譜

4. 訂購信息

 

5.參考文獻(xiàn)

[1] 蔣鏡清, 符玲, 談夢璐, 陳圣福.胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）類似物研究進(jìn)展 [J]. 高?；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào). 2020,34(06):1327-1338.

[2] S J Brandt, T D Müller, R D DiMarchi, M H Tschöp, K Stemmer  Peptide-based multi-agonists: a new paradigm in metabolic pharmacology J Intern Med . 2018 Dec;284(6):581-602

[3] T. Vilsboll, H. Agerso, T. Krarup, J.J. Holst, Similar elimination rates of glucagon-like peptide-1 in obese type 2 diabetic patients and healthy subjects, J. Clin. Endocrinol.Metab. 88 (2003) 220–224.

[4] C. Chaudhury, S. Mehnaz, J.M. Robinson, W.L. Hayton, D.K. Pearl, D.C. Roopenian,C.L. Anderson, The major histocompatibility complex-related Fc receptor for IgG(FcRn) binds albumin and prolongs its lifespan, J. Exp. Med. 197 (2003) 315–322.

[5] S. Tzaban, R.H. Massol, E. Yen, W. Hamman, S.R. Frank, L.A. Lapierre, S.H. Hansen,J.R. Goldenring, R.S. Blumberg, W.I. Lencer, The recycling and transcytotic pathways for IgG transport by FcRn are distinct and display an inherent polarity, J.Cell Biol. 185 (2009) 673–684

[6] S. Tzaban, R.H. Massol, E. Yen, W. Hamman, S.R. Frank, L.A. Lapierre, S.H. Hansen,J.R. Goldenring, R.S. Blumberg, W.I. Lencer, The recycling and transcytotic pathways for IgG transport by FcRn are distinct and display an inherent polarity, J.Cell Biol. 185 (2009) 673–684

[7] Wang, L., Wang, N., Zhang, W. et al. Therapeutic peptides: current applications and future directions. Sig Transduct Target Ther 7, 48 (2022).

[8] Otvos Jr, L., & Wade, J. D. (2023). Big peptide drugs in a small molecule world. Frontiers in Chemistry, 11

關(guān)于博格隆

博格隆成立于2008年，是一家專注于為分離純化提供高質(zhì)量層析介質(zhì)的高新技術(shù)企業(yè)，是中國較早具備大規(guī)模生產(chǎn)分離純化介質(zhì)能力的企業(yè)之一。博格隆所提供的產(chǎn)品涵蓋各類分離純化介質(zhì)、預(yù)裝柱、實(shí)驗(yàn)室及工業(yè)生產(chǎn)級空柱、微載體，同時(shí)提供分離純化工藝開發(fā)服務(wù)及填料定制。

 

（聲明：本文系博格隆原創(chuàng)文章，版權(quán)歸原作者所有。在征得博格隆同意的情況下，本文允許非盈利性引用，轉(zhuǎn)載請注明作者及轉(zhuǎn)載出處，以尊重作者的勞動(dòng)成果。未經(jīng)允許，禁止轉(zhuǎn)載。）

 

標(biāo)簽：