明胶样序列/白蛋白结构域III双结构域长效蛋白载体技术的研究

Some biopharmaceutics, such as interferon, GLP-1, which are cleared quickly in serum, only have several minutes to hours half-life in human body. So they are often injected repeately always to keep pharmacology efficacy.In this study, we attempt to extending protein drugs' half-life by fusion with an artificailly designed chimeric scafford. This long-acting chimeric scafford ,which called double domain long-acting carrier(DDLAC), is composed of two domains:gelatin like sequence (GLK) and albumin domain III. GLK sequence is composed of Gly-Xaa-Yaa triplets and all the Xaa and Yaa are hydrophilic amino acids. The highly hydrophilic GLK exhibits a random coiled conformation resembling PEG. Albumin has long half-life in body by FcRn mediated recycling and domain III is the binding site. DDLAC fusion technology combined the advantages of pegylation and carrier protein fusion technology while avoiding their disadvantages.

生物药物，如干扰素、GLP-1等活性蛋白/多肽药物体内半衰期很短，一般只有几分钟到几个小时，需要频繁给药才能有持续药效。本研究拟结合两个结构域作为长效蛋白载体，一个结构域为明胶样蛋白（GLK），它富含亲水性氨基酸，具有与PEG结构相似、呈无规则卷曲构象，高度亲水、无免疫原性、有较的水化半径；另一个结构域为HSA的结构域III，它能和FcRn结合从而有较长的体内半衰期，且分子量只有23kDa，减少了空间位阻效应。两个结构域融合作为活性蛋白/多肽药物的长效载体，兼有了两者的长效功能且能通过调整明胶样蛋白序列的分子量，根据临床需要任意调节融合蛋白半衰期，此技术是基于结构域设计的长效蛋白载体技术，兼具PEG修饰与载体蛋白融合两者的优点而避免了他们的缺点，是一种完全创新的长效蛋白技术平台。

本课题是关于GLK与白蛋白的结构域III或FC组成的双结构域用于延长活性蛋白体内半衰期的研究。研究过程中采用了GLP-1、glucagon及GH作为模式蛋白，以证明GLK的功能。结果表明，GLK类结构在保存活性的同时，能有效延长这几个蛋白的体内半衰期。GLK序列源自人的胶原蛋白，在此原始序列的基础上，经过若干次改造后，我们获得了一段性质类似于PEG的GLK 序列，且在大鼠跟食蟹猴体内都不产生免疫原性。将优化后的GLK序列与FC融合后，可以获得能够延长治疗蛋白体内药代动力学性质的双长效药物载体序列,长效效果和抗体相类似，并成功将该双长效序列应用到延长双特异性Glucagon 和GLP-1融合蛋白的研究中，效果显著。