科创中国

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生物产业

需求背景

 多肽作为药物，具有生理活性强、免疫原性低、疗效高等诸多优点，随着生物技术的不断发展，其在人类疾病治疗中的地位也日趋重要，目前已成为国际药学界研究的热点之一。但多肽类物质自身固有的特点，如口服利用率较低、酶降解性高以及半衰期极短等，使其作为药物开发应用受到诸多的局限。而导致多肽类药物不稳定的一个重要原因就是多肽特殊的分子结构，其中多肽主链氨基酸的降解和侧链氨基酸残基的结构变化是多肽结构不稳定的主要原因，因此从多肽类药物本身的分子结构进行改造，是改变其理化性质和药代动力学性质的根本。本文拟重点从分子结构改造方面对多肽类药物的研究进展做一综述。

需解决的主要技术难题

（1）建立多拷贝多肽的可溶性融合蛋白表达系统：需要影响表达和溶解度的工艺条件进行优化和创新性改进，并通过生物信息学手段预测融合蛋白及多肽的理化性质，可以针对不同的多肽药物建立适合的多拷贝多肽融合蛋白表达体系。 （2）研究不同融合蛋白体系对多肽药物产量的影响：对不同的融合蛋白及多肽药物进行蛋白质结构预测和亲、疏水性区域的分析，以建立适合于不同性质多肽药物的表达体系。 （3）包涵体中多肽的复性及利用：提高复性及蛋白活性的创新技术，简化生产流程的同时，提高多肽药物的产量。

期望实现的主要技术目标

（1）2022年完成多拷贝多肽的可溶性融合蛋白表达系统构建，重组蛋白表达量达到***~1g/L。 （2）2023年完成包涵体中多肽的复性工艺攻关，提高复性及蛋白活性的创新技术，简化生产流程。 影响表达量和溶解度的其它因素还包括，培养温度、诱导剂浓度、培养基组分、诱导时间，等等。需要对这些条件进行优化和创新性改进，并通过生物信息学手段预测融合蛋白及多肽的理化性质，可以针对不同的多肽药物建立适合的多拷贝多肽融合蛋白表达体系。需要对不同的融合蛋白及多肽药物进行蛋白质结构预测和亲、疏水性区域的分析，以建立适合于不同性质多肽药物的表达体系。 在原核系统中大量表达外源蛋白时，经常会形成不溶性的包涵体，其中包含有未能正确折叠，不具备天然结构的重组蛋白。包涵体中的融合蛋白很容易被纯化，但是将其复性为具有活性的功能性多肽药物具有很大的挑战性。需要研究不同复性条件对包涵体中活性多肽的复性和回收条件，在简化生产流程的同时，提高多肽药物的产量。

需求解析

解析单位：“科创中国”黑龙江科技服务团（黑龙江省科学技术协会） 解析时间：2022-12-05

黄剑华

哈尔滨工业大学

教授

综合评价

糖基化是指多肽的氨基和单糖还原端的羰基在温和的条件下经过一系列变化成为较稳定的糖肽的过程，是一种较为理想的稳定多肽类药物的方式，糖链的存在及其结构的可变性、复杂性和多样性直接影响着糖肽在组织中的降解和在体内的寿命，也使得糖肽成为药学研究的新热点。脑内的亮氨酸脑啡肽可特异性地与阿片受体结合，在机体内起着调控痛觉感受并调节心血管与胃肠功能的作用，但半衰期短。

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