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本文首先简要综述了生物医药研究的发展现状和蛋白质药物的稳定化与修饰方法的研究进展,分析了尿酸氧化酶(UOX)在临床应用中存在的问题,提出了以分子模拟、结构表征为基础设计和合成UOX纳米凝胶,通过对其稳定性、催化特性和免疫原性等的研究为后续药物的设计和应用提供依据。对Aspergillus flavus来源的重组UOX热失活现象的分子模拟和结构分析结果表明:亚基间氢键的缺失导致UOX活性构象发生变化,UOX在其四亚基结构未发生解离的情况下变构而失去活性。加入有机溶剂如甲醇可降低水分子对于UOX亚基的氢键竞争作用,有利于维持其亚基间氢键,提高热稳定性,实验结果证实了上述机理的正确性。对A. flavus来源的重组UOX在酸性溶液中失活现象的分子模拟和结构分析表明:酸性条件下UOX残基间静电排斥造成分子内氢键减弱,导致其四亚基构象解离,单亚基间在疏水作用力驱动下形成聚集体,使得UOX的失活呈现不可逆性。对具有“核-壳”结构的UOX-聚丙烯酰胺(UOX-PAm)纳米凝胶分子模拟结果表明:聚丙烯酰胺凝胶“外壳”能强化UOX分子内氢键,屏蔽UOX水解位点与蛋白酶的接触。采用水相原位表面引发聚合方法,采用UOX抑制剂草酰钾为保护剂,合成了直径在20-40 nm的UOX-PAm纳米凝胶,UOX的活性收率达到70%,其热稳定性、耐酸性和抗蛋白酶水解能力均较UOX有显著提高。将顺序互穿网络合成与水相原位聚合相结合,合成了UOX-聚丙烯酰胺/聚乙二醇(UOX-PAm/PEG)互穿网络纳米凝胶。UOX-PAm/PEG进一步提高了UOX耐酸、耐高温和耐蛋白酶水解能力,且UOX-PAm和UOX-PAm/PEG的抗原性和免疫原性均显著低于UOX。上述UOX失活机制的研究结果为UOX稳定化方法提供了依据,具有互穿网络结构特性的蛋白质纳米凝胶的合成等为蛋白质的化学修饰提供了新的途径,而UOX-PAm和UOX-PAm/PEG纳米凝胶所展现出的高稳定性、高活性以及低免疫原性和抗原性也为UOX药物研制提供了有益的参考。