俞小娟，于传飞，房森彪，王兰

    ·论著·

    分子动力学模拟分析巴利昔冻干保护剂的活性保护机制

    俞小娟，于传飞，房森彪，王兰

    102629 北京，中国食品药品检定研究院卫生部生物技术产品检定及标准化重点实验室/国家药品监督管理局生物制品质量研究与评价重点实验室(俞小娟、于传飞、王兰)；100191 北京大学药学院天然药物与仿生药物国家重点实验室(俞小娟)；410083 长沙，中南大学计算机学院(房森彪)

    研究巴利昔单抗制剂中冻干保护剂蔗糖、甘氨酸、甘露醇的作用机制。

    使用 Gromacs5.0.5 工具包，在 300K 的体系条件下，运用计算机模拟的方法，搭建模型，分别模拟分析了天然状态、干燥状态和添加复合保护剂的状态下的巴利昔-Fab分子结构，从结构生物学的角度比较并分析冻干保护剂对巴利昔制剂的保护机制。

    干燥状态时，巴利昔分子的活性结构会有明显塌陷，无规则卷曲数目明显增多，分子间氢键数目减少，表面静电性质也会因此有所变化，而在蔗糖、甘氨酸和甘露醇复合保护剂存在的情况下，以上情况能明显得到改善，从而抑制巴利昔由于干燥失水而导致的结构塌缩和变性失活。

    蔗糖、甘氨酸和甘露醇复合保护剂的使用能很好地保护巴利昔冻干制剂的活性。

    巴利昔单克隆抗体； 活性结构； 保护机制； 分子动力学； 保护剂

    巴利昔是以 CD25 为靶点的单克隆抗体药物，可以彻底抑制细胞免疫反应中由 IL-2 介导的关键信号通路，从而达到抗免疫排斥的作用。因此被广泛用于预防器官移植后的排斥反应[1-5]，商品化的巴利昔单抗(舒莱)是白色冻干块状物，在制剂的生产和冻干过程中，为了保护蛋白分子的活性，加入了蔗糖、甘氨酸、甘露醇等辅料，作为冻干保护剂。

    蔗糖是蛋白质的非特异性稳定剂，化学性质稳定，多呈无定型结构，可在蛋白质表面形成单分子层，对阻止单抗制剂在冻干处理过程中蛋白质二级结构的改变及货架期内蛋白质的伸展和聚集起显著的保护作用[6]。甘氨酸在冻干的过程中可通过抑制蛋白质制剂中磷酸缓冲盐结晶所致 pH 值的改变而阻止药物的变性，阻止因蛋白质结构塌陷而引起的药物的破坏[7]。1% 或更低浓度的甘露醇可通过无定型结构的形成阻止蛋白质药物的聚集[8]。

    随着生物技术的迅速发展，越来越多的蛋白质药物被开发出来，冻干制剂有着稳定、便于运输、储存等优点，在生物制品的冻干工艺中，为特定的蛋白质类药物设计冻干保护剂和冻干方法是一项关键的工作。常用的冻干保护剂包括多羟基化合物、糖、氨基酸、聚合物以及吐温等 ......