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基于质谱技术的二硫键定位分析方法研究进展

2021-12-06吴佩泽

质谱学报 2021年6期

李 明,吴佩泽

(中国计量科学研究院,北京 100029)

二硫键是由多肽链内或链间的2个半胱氨酸侧链巯基(-SH)共价交联形成的一种非常重要的翻译后修饰。在生物医药领域,大多数激素、生长因子和单克隆抗体等蛋白质分子含有二硫键,其对于稳定这些蛋白质分子的空间结构、维持正确的折叠构象、保持及调节生物活性和行使生理学功能等具有重要作用。这类含二硫键的药物在合成过程中容易发生二硫键的还原和重排,这些副反应可导致非原生二硫键(nonnative disulfide bond)的形成、蛋白质的聚集,进而可能诱发免疫原性,使药物失活。因此,对多肽和蛋白质类药物中二硫键的定位和分析是生物医药领域的研究重点之一[1]。鉴于全球肽类和蛋白质类药物的迅速发展,二硫键的表征已成为生物制药安全性和有效性质量审评[2-3]中不可或缺的重要环节。

二硫键的表征主要包括构型构象(与空间结构相关的三维参数)[4]、位置或配对方式(与化学键键合相关的二维参数)的识别定位和数目的确定(一维参数)等3方面[3,5-6]。二硫键的S—S伸缩振动频率对其所处的构象非常敏感,因此可以采用拉曼光谱探测肽和蛋白质的构象特征。处于550~500 cm-1区域内的拉曼光谱吸收归因于二硫键的伸展运动,即v(S—S),所以一般对该区域内的拉曼谱带进行构象确认。确定二硫键的数目相对简单,通过比较加入还原剂完全还原前后,多肽或蛋白质的相对分子质量之差即可获得。对二硫键位置或配对方式的识别是最具挑战性的,二硫键的定位对进一步揭示蛋白质的高级结构、指导评估化学和生物学合成[6-7]都具有重要意义。……

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