?小伙伴們要知道，藥用蔗糖除了生物制品凍干保護(hù)外，還是一款優(yōu)質(zhì)的蛋白保護(hù)劑，本期AVT小編給大家分享一下蔗糖對(duì)蛋白有著怎樣的保護(hù)作用。蔗糖對(duì)蛋白保護(hù)的作用，AVT高純度藥用蔗糖完成DMF號(hào)備案。一起了解下吧！

?許多學(xué)者認(rèn)為蛋白質(zhì)分子周圍分布著多層水分子，在降溫過程中，蛋白質(zhì)分子周圍的水分子不斷凍結(jié)，但只要蛋白質(zhì)分子表而的單層水分子沒有凍結(jié)，則蛋白質(zhì)就不會(huì)變性;反之，蛋白質(zhì)就會(huì)變性。利用在冷凍干燥過程中把卵清蛋白和肌球蛋白進(jìn)行了冷凍干燥對(duì)比實(shí)驗(yàn)，表明正是由于蛋白質(zhì)表而覆蓋著沒有凍結(jié)的單層水分子，才使蛋白質(zhì)在冷凍過程中不發(fā)生變性作用。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)表而的單層水分子開始凍結(jié)時(shí)，蛋白質(zhì)分子表而的氫鍵以及極性基團(tuán)就會(huì)暴露在周圍環(huán)境中而變性。同樣，在干燥過程中也應(yīng)保證蛋白質(zhì)分子表而的單層水分子不受到破壞。因此，在冷凍干燥蛋白質(zhì)藥物的過程中，一般要加入保護(hù)劑，防止由于蛋白質(zhì)表而的單層水分子破壞而引起蛋白質(zhì)的變性。

?糖的保護(hù)作用機(jī)理

?關(guān)于糖生物保護(hù)作用的機(jī)理，仍在研究和探討之中。口前主要有兩種。

?第一，認(rèn)為由于蛋白質(zhì)分子中存在大量氫鍵，結(jié)合水通過氫鍵與蛋白質(zhì)分子聯(lián)結(jié)。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)在冷凍干燥過程中失去水分后，蛋白的主相變溫度會(huì)升高。但某些糖的輕基能替代蛋白表而的水的輕基，使得蛋白的主相變溫度變化不大，低于操作溫度，從而避免了生物活性物質(zhì)由于發(fā)生相變所造成的機(jī)械損傷。即在凍干過程中，由于糖類屬于親水性物質(zhì)，形成氫鍵能力較強(qiáng)，在氫鍵形成中即可以作為孤對(duì)電子的受體，又可以作為供體,因此，在蛋白質(zhì)凍干過程中糖的輕基可與蛋白質(zhì)中的極性基團(tuán)形成氫鍵，從而代替蛋白質(zhì)極性基團(tuán)周圍的水分子，使蛋白質(zhì)表而形成一層假定的水化膜，這樣可保護(hù)氫鍵的聯(lián)結(jié)位置不直接暴露在周圍環(huán)境中，穩(wěn)定蛋白質(zhì)的高ji結(jié)構(gòu)，防比蛋白質(zhì)因凍干而變性，使其即使在低溫冷凍和干燥失水的情況下，仍保持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的完整性。這是“水替代假說”。許多研究者贊成這種觀點(diǎn)。首先能夠直接測(cè)量凍干的蛋白質(zhì)與保護(hù)劑蔗糖間的氫鍵,從而顯示出蔗糖對(duì)蛋白質(zhì)的保護(hù)作用;其次,Deaf Dean等在分別研究蔗糖、葡聚糖、蔗糖與葡聚糖的混合物對(duì)冷凍干燥過程中蛋白質(zhì)的保護(hù)作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，保護(hù)劑是否具有保護(hù)作用，關(guān)鍵在于保護(hù)劑在蛋白質(zhì)脫水后能否與氫鍵結(jié)合。一些研究者曾用傅立葉變換紅外光譜分析法研究了海藻糖對(duì)大腸桿菌DHSa和蘇云金桿菌HD凍干后蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的作用，表明:不加海藻糖時(shí)，結(jié)構(gòu)蛋白的酞胺II峰從水化細(xì)胞的1543cm移至1533cm;添加海藻糖后，結(jié)構(gòu)蛋白的酞胺II峰的位置沒有改變，從而證實(shí)，海藻糖作為保護(hù)劑在凍干過程中對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)具有保護(hù)作用，也為“水替代假說”提供了證據(jù)。

?第二，認(rèn)為在含糖溶液的干燥過程中，當(dāng)濃度足夠大且糖的結(jié)b，不會(huì)發(fā)生時(shí)，糖一水混合物就會(huì)玻璃化，這時(shí)糖所處的狀態(tài)稱為玻璃態(tài)。研究表明，單糖、雙糖、多輕基化合物以及結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)、酶都能顯示玻璃行為，只是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度不同而己。由于某些糖的玻璃化溫度較高，在較高的保存溫度下，仍能在蛋白質(zhì)分子附近形成玻璃態(tài)。而在玻璃態(tài)下，物質(zhì)兼有固體和流體的行為，粘度極高，不容易形成結(jié)b;且分子擴(kuò)散系數(shù)很低，因而具有粘性的保護(hù)劑包圍在蛋白質(zhì)分子的周圍，形成一種在結(jié)構(gòu)上與玻璃狀的冰相似的碳水化合物玻璃體，使大分子物質(zhì)的鏈鍛運(yùn)動(dòng)受阻，阻礙蛋白質(zhì)的伸展和沉淀，維持蛋白質(zhì)分子三維結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，從而起到保護(hù)作用，這是“玻璃態(tài)假說。

?總之，生物活性物質(zhì)保護(hù)劑要有較高的玻璃態(tài)溫度，或者有-定量的輕基來替代水，使蛋白保持較低的主相變溫度。一般說來，如工作溫度低于保護(hù)劑的玻璃化溫度，高于被保護(hù)的活性物質(zhì)的主相變溫度，那么該活性物質(zhì)就能有效地保持活勝。但在目前，這兩種假說還不能完全解釋現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，所以對(duì)其保護(hù)的作用機(jī)理仍需深入研究。作為保護(hù)劑的糖類，其保護(hù)作用與它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。它們通常具有5個(gè)以上的輕基，可以與蛋白質(zhì)形成氫鍵以取代水，保證了蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性;在溶液中它們易結(jié)合水分子，發(fā)生水合作用，減少了游離水的含量并增加了溶液的粘性，從而減緩bin核的生長過程，使形成的冰比較細(xì)小，以達(dá)到保護(hù)的目的。

?常用作保護(hù)劑的糖類單糖主要有葡萄糖，雙糖有蔗糖、海藻糖、乳糖，聚糖有葡聚糖。它們有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是具:有大量的自由輕基，其中，葡萄糖、乳糖具有還原性，而蔗糖、海藻糖、葡聚糖沒有還原性。

?有實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行蔗糖對(duì)蛋白酶保護(hù)實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨時(shí)間的進(jìn)行,蛋白酶的活性不斷降低.加入3%蔗糖進(jìn)行保護(hù)的蛋白酶,酶活性降低較慢,蔗糖作為保護(hù)劑的蛋白酶活性保持較好,5h時(shí)還保持初始酶活的70%.說明蔗糖對(duì)蛋白酶活性具有保護(hù)作用。隨后增加蔗糖含量至6%和9%,對(duì)蛋白酶保護(hù)效果反而下降,說明實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白酶分子的“包覆"所需要的糖分子個(gè)數(shù)是有限的。

?AVT提供的蔗糖產(chǎn)品為高純度低內(nèi)毒素注射級(jí)藥用蔗糖，在藥學(xué)領(lǐng)域中常作為凍干保護(hù)劑應(yīng)用于納米制劑以及蛋白生物制品等。其既在凍干過程中起低溫保護(hù)劑作用，又在干燥脫水中起脫水保護(hù)劑的作用，同時(shí)還可調(diào)節(jié)滲透壓，是公認(rèn)的應(yīng)用多、效果好的凍干保護(hù)劑之一。

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