聚乙二醇PEG衍生物的特点以及其在各个领域中的应用

陕西新研博美生物科技有限公司提供各种PEG衍生物，小分子PEGlinker，高分子linker等一系列的，分子量从400-20000不等，小分子PEG循环节从1-36，产品纯度高达95%以上，提供修饰的基团有：包括八臂PEG、四臂PEG、甲氧基PEG、氨基PEG、羧基PEG、巯基PEG、叠氮PEG、活性酯PEG、叶酸PEG、生物素PEG、马来酰亚胺PEG、荧光素PEG、罗丹明PEG、丙烯酸酯PEG、磷脂PEG、琥珀酰亚胺PEG、炔基PEG、羟基PEG等，和多所高等科研院所和实验室进行合作，同时提供复杂的定制服务。

聚乙二醇无色、无味、无毒、无免疫原性，具有良好的水溶性及生物相容性，精确分子量、高纯度及低分散性的医用药用聚乙二醇材料是 FDA 批准的可用于人体注射的合成聚合物。聚乙二醇化(PEGylation)是世界先进的药用分子修饰和给药技术。聚乙二醇偶联到药物分子表面时可改变药物分子的溶解性、形成空间屏障减少酶解，具有减毒、降低免疫原性、延长半衰期、改变组织分布提高靶向部位浓度等突出优点，是药物长效化的主流解决方案。同时，因其优良的生物相容性和亲水性能，可改善共聚物高分子材料的细胞相容性，在药物控制释放以及蛋白质、肽和寡核苷酸等新型生物药的转载应用方面潜力巨大。

一、聚乙二醇PEG可以和多种基团进行连接

在聚乙二醇材料的应用中，端基(即聚乙二醇高分子链两端的功能化基团)起着决定性的作用，不同端基的聚乙二醇具有不同的用途。由于聚乙二醇原料两端的羟基(OH)生物活性低，难以与药物稳定结合，对于蛋白质、多肽等药物的修饰范围比较窄。因此在实际应用中，聚乙二醇高分子链端不仅仅局限于带端羟基，其它反应性更强的功能化基团，如对甲苯磺酸酯基、氨基、羧基、醛基、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)等亦可被引入到聚乙二醇链的两端，合成聚乙二醇衍生物。这些功能化基团的化学活性更为丰富，如可以与特定的氨基酸结合，进而可以与某些蛋白质药物链接。这些活性功能化基团的引入赋予了聚乙二醇各种优良的性能，扩大了聚乙二醇的应用范围。

陕西新研博美生物科技有限公司目前可以合成多种不同结构的端基官能团，其中，常用的端基类产品包括：

NHS类产品	与药物分子或蛋白上的氨基进行偶联，与胺的反应活性高，容易水解；
MAL类产品	多用于蛋白药物修饰，在PH=7的环境中与SH的反应具有高度选择性，能减少蛋白生物活性的丧失；
ALD类产品	醛基只与氨基进行反应，可对蛋白质、多肽末端的氨基定点进行修饰，活性低于NHS，反应条件较温和；
NH2胺类产品	可与COOH、NHS、ALD类产品偶联，多臂类的胺衍生物可以与NHS类产品交联形成凝胶；
SH类产品	可与蛋白质上的巯基反应，形成可断裂的二硫键；也可与含双键的多臂化合物发生加成反应，形成凝胶；
叠氮AZIDE和炔类ALKYNE产品	聚乙二醇DBCO环辛炔衍生物，可与叠氮化合物发生无铜催化的点击反应，反应条件温和，是药物修饰的良好载体；
氨基酸类产品	含有NH2及COOH两种活性官能团，可与多种活性基团反应，是一种非常重要的活性中间体；
酸类产品	包括CM（AA）、PA等多种酸类基团，可与羟基、氨基等活性基团发生缩合反应；
ACLT，VS类产品	ACLT，VS类产品含有双键，其多臂衍生物容易发生聚合反应，形成不溶于水的凝胶；
嵌段聚酯类产品	由两种或两种以上化学结构不同的单体交替聚合而成的共聚物，可将多种聚合物的优良性质结合在一起，得到性能优越的聚合物材料；

二、PEG衍生物在各个领域中的应用：

1.PEG衍生物在PROTAC Linker中的应用

PROTAC linker将E3泛素连接酶配体与靶蛋白配体连接起来，其中linker的设计与选择对于PROTAC分子的成药性非常重要。Linker的类型、长度和连接位点会影响PROTAC的结构刚性、疏水性和溶解性等，从而影响三元复合物的形成及最终的降解活性。

PEG是PROTAC开发中常用的linker，据统计，在已报道的PROTAC分子中有54%使用了PEG作为linker。

PEG linker在PROTAC中的作用：

a. PEG的引入可以增加PROTAC分子的水溶性，影响细胞渗透性，从而影响口服吸收。

b. 通过使用不同链长的PEG可轻松实现对 linker长度系统性的改变，影响PROTAC分子的降解效率。

c. 使用各种双官能化的PEG linker，能够简单、快速地组装具有不同连接基团的分子，加速筛选得到有效的降解结构。

相较于传统的小分子抑制剂，PROTAC技术在活性、选择性、靶向“不可成药”蛋白、克服耐药性及用药途径等方面更有优势，近年来发展迅速，已成为新药研发中的一大利器。

2.PEG衍生物在ADC Linker中的应用

抗体偶联药物（Antibody–Drug Conjugates，ADC）是发展较快的anticancer药物之一，它由单克隆抗体和小分子细胞毒药物通过连接子偶联而成。

连接抗体和细胞毒药物的linker是ADC中的重要组成部分，linker的设计与选择对于ADC药物的安全性和有效性至关重要。

PEG linker在ADC 的开发中应用广泛，ADC linker中引入PEG间隔子会对ADC的特性产生影响：

1. 调节物理化学性质，例如平衡小分子毒素的疏水性、增加溶解性、提高DAR值、减少ADC的聚集。

2. 改善药效学特性，例如可影响小分子毒素的释放效率，从而影响疗效。

3. 优化药代动力学特性，例如改变ADC的清除率、提高半衰期、改变生物分布等。

使用各种双官能化的PEG linker，能够简单、快速地与不同结构组合形成不同类型的ADC linker，同时可实现定点偶联。此外，多分支PEG衍生物的使用不仅可以增加载药量，而且可以构建承载多个不同毒素的 ADC分子，为新一代ADC药物的开发提供支持。

3.聚乙二醇衍生物在小分子药物领域的应用

聚乙二醇修饰小分子被研究最多的是结构较为简单的抗tumor药物，以紫杉醇类和喜树碱类为主，这些小分子一般毒性较大，但为达到有效治疗所需剂量又相对较大。

聚乙二醇衍生物具有良好的水溶性，通过找寻能与特定小分子药物结合的末端基团，将聚乙二醇与小分子偶联后形成的药物也能迅速在水中溶解，从而制作成为针剂或注射液进而被人体所吸收。

小分子药物的相对分子量普遍不大，极易被人体肾脏过滤排出体外。经由聚乙二醇修饰的小分子药物相对分子量增大，避免迅速被肾脏过滤排出体外，单次注射即可在人体内维持较长的有效药物浓度，使病灶处在给药间隙能持续保持有效药物浓度，增长药效半衰期，减少了病人的用药频率。

PEG在小分子药物上主要有以下作用：

1. 增加溶解性

2. 降低毒性

3. 增加半衰期

4. 延缓释放

4.聚乙二醇衍生物在医疗器械领域应用

聚乙二醇是已知的生物相容性最好的合成高分子材料，无色、无味、低毒、低免疫原性，具有良好的水溶性及生物相容性。具有精确分子量、高纯度及低分散性的医用药用聚乙二醇材料是FDA批准的可用于人体注射的合成聚合物。除广泛应用于药物的长效与增效外，聚乙二醇材料制成的水凝胶在医疗器械领域也得到了广泛应用，其适用场景包括各种外科手术中创口的粘合、止血、防渗漏和防粘连等，还可以作为植入性医疗器械的原材料，替代现有的植物源、动物源或人源材料。

a.外科手术封闭及止血

外科手术封闭及止血是目前聚乙二醇凝胶类产品的主要应用之一，包括眼科、脑补、脊柱等多种手术场景。以聚乙二醇衍生物为主要成分的水凝胶喷射至伤口位置后，凝胶可以迅速固化，防止伤口出血感染，并在伤口愈合后自行降解。同时，此种水凝胶喷射至脏器表面，可有效防止手术中内脏器官的粘连。由于聚乙二醇衍生物拥有良好的生物相容性，此过程不会造成人体异常反应；而聚乙二醇衍生物也不会被人体吸收，均会经代谢排出人体。

b.放射治疗的组织隔离

放射治疗的组织隔离是聚乙二醇凝胶产品的前沿应用领域。用放射疗法治疗癌症患者时，通过在组织间注射聚乙二醇凝胶，可以实现不同组织间的隔离，从而有效减少达到其他健康组织的辐射剂量，在杀伤癌细胞的同时能避免放射线对周围健康组织的损害。

陕西新研博美有限公司提供具有各种活性基团的高纯度PEG linker，小分子药物研发所需的聚乙二醇衍生物产品及服务，欢迎大家来电咨询！

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