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木瓜凝乳蛋白酶(Chymopapain,EC3.4.22.6,Cp)是木瓜乳中含量最高、水解和凝乳活性最强的一种巯基蛋白酶。该酶除了在食品工业具有广泛的应用外,还具有非常重要的医药价值,其中以注射治疗椎间盘突出症的临床应用最为确切和成功。然而由于该酶体内半衰期短且易引发免疫反应而降低了该酶的临床应用效果。为此,作者开展了木瓜凝乳蛋白酶的化学修饰研究。本研究首先从商品木瓜蛋白酶粗品中分离纯化出木瓜凝乳蛋白酶纯品,再用活化的无免疫原性的单甲氧基聚乙二醇(mPEG-5000)为修饰剂,对Cp进行了共价修饰。通过实验筛选出最佳的修饰反应条件,进一步对修饰产物进行了检测与分析,并对Cp在修饰前后的主要酶学、药物生物学性质等进行了比较研究。 本研究以未激活的木瓜蛋白复合酶为上样酶液,以磷酸盐缓冲液为洗脱液进行离子强度和pH的线性双梯度洗脱。经CMC离子交换柱层析、超滤等纯化步骤,获得了产物均一、比活力为3389.1U/mg、酶活力回收率达68.9%、蛋白回收率达64.1%的Cp纯酶,经SDS-PAGE电泳检验达电泳纯。 在mPEG化学修饰的研究中,需对不同修饰产物的抗原性进行免疫学检测。抗原抗体的特异性结合是免疫学检测技术的基础,为此,开展了Cp多克隆抗体制备及分析、检测的研究。结果表明,抑活抗原比未处理原酶具有更好的免疫原性。以抑活的Cp为抗原,采用多次皮下注射和一次静脉冲击免疫相结合的方式制备出Cp抗体,经Western blotting法鉴定和ELISA法检测,其抗血清效价为106。同时,用ELISA法预先测定出用于各修饰酶抗原性检测的抗原、抗体的最佳工作浓度分别为1:400和1:500。 本研究制备出两种mPEG活化产物:mPEG1和mPEG2,这两种mPEG衍生物对蛋白酶的修饰效果不同。通过mPEG1、mPEG2对Cp修饰效果的比较得出,由于空间位阻效应较大,Cp经mPEG2修饰后对大分子底物的接近及催化能力明显减弱,因而在实际临床应用中不利于药效的发挥,因此,选用mPEG1为Cp的修饰剂。 通过实验,进一步筛选出mPEG1修饰Cp的最佳修饰反应条件:即在ATEE底物保护下,每10mg酶蛋白与0.8g mPEG1在pH值为9.0的硼酸缓冲液中4℃反应1h,可得抗原抗体结合力完全消失,而酶活力可达36%~40%的修饰酶。 毛细管电泳分析结果表明:在本研究筛选出的修饰反应条件下,mPEG1对Cp的共价修饰产物为多组分体系,最大产物峰为平均每分子Cp偶联3~4个mPEG1链的低修饰度产物峰。紫外吸收光谱和荧光发射光谱分析表明:该mPEG1