マレイミド PEG としてのメトキシ PEG の官能基化の分析

タンパク質の伸長アーム促進ペグ化 (EAFP) の設計では、チオール-マレイミド反応の高い選択性と定量性の側面を利用しています。ただし、ヘモグロビンに対する EAFP の効率はマレイミド PEG のバッチによって異なりました。マレイミド PEG としてのモノメトキシ PEG (mPEG) の官能化レベルが低いことが、この変化の潜在的な原因として現在研究されています。グルタチオン、ジチオスレイトール、およびヘモグロビンのチオール基とマレイミド PEG との反応を使用して、mPEG の機能化を評価するための新しい化学的アプローチが開発されました。p-マレイミドフェニル イソシアネートと mPEG の縮合を含むマレイミドフェニル PEG (MPPEG) 合成への単一ステップのモジュラー アプローチは、全体の純度 80% の製品を生成するように最適化されました。NMR アプローチは、新しい化学的アプローチによって行われた推定とよく相関しています。これらの化学的推定に反映されているように、複数のステップを使用して合成された市販のマレイミド-PEG 試薬は、より低いレベルの官能化を示しました。ヘキサPEG化Hbの生成およびRBCのD抗原のマスキングに反映されるように、MPPEGの機能化が向上すると、EAFPの効率が向上します。この新しい EAFP プロトコルは、新しいペグ化治療薬としてヘキサペグ化 Hb、ペグ化アルブミン、ペグ化赤血球の生成の費用対効果を向上させることが期待されています。

The design of the extension arm-facilitated PEGylation (EAFP) of proteins takes advantage of the high selective and quantitative aspects of the thiol-maleimide reaction. However, the efficiency of EAFP with hemoglobin varied with the batches of maleimide-PEG. The low level of functionalization of monomethoxy-PEG (mPEG) as maleimide-PEG has been now investigated as the potential source of this variation. New chemical approaches for the estimation of the functionalization of mPEG using the reaction of the thiol groups of glutathione, dithiothreitol, and hemoglobin with maleimide-PEG have been developed. The single-step modular approach to the synthesis of maleimidophenyl-PEG (MPPEG) that involved the condensation of p-maleimidophenyl isocyanate with mPEG has been optimized to generate a product with an overall purity of 80%. The NMR approach correlates well with the estimates made by the new chemical approaches. Commercial maleimide-PEG reagents synthesized using multiple steps exhibited a lower level of functionalization as reflected by these chemical estimations. The better functionalization of MPPEG increases the efficiency of EAFP as reflected by the generation of hexaPEGylated Hb and the masking of the D antigen of RBCs. This new EAFP protocol is expected to improve the cost effectiveness of the generation of hexaPEGylated Hb, PEGylated albumin, and PEGylated RBCs as new PEGylated therapeutics.