- 研究意义
随着蛋白质化学和分子生物学的发展，用于各种疾病治疗的蛋白质类药物的研制和应用已成为生物医药产业发展的热点。蛋白质药物具有作用专一、高效等优点。然而，蛋白质作为药物注射入生物体内时，具有自身的缺点，如易产生免疫原性、半衰期短、易被蛋白酶分解以及溶解度低等。这些缺点严重制约了蛋白类药物的发展。人们尝试用可溶性惰性聚合物，如聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)与蛋白质药物结合以达到降低其免疫原性、延长半衰期又最大限度地保留其生物活性的目的。
PEG也称为聚环氧乙烷（PEO）或聚氧乙烯（POE），其分子式为CHOH(CHO)nCHOH，由环氧乙烷聚合而成，相对分子量为5000~60000，具有线性或支链结构，无毒，生物相容性好，免疫原性低。普通的PEG两端各有一个羟基，若一端以甲基封闭则得到甲氧基聚乙二醇（mPEG），线性mPEG的分子式为CH-(O-CH-CH)n-OH。PEG的制备反应通式如下：
在蛋白质PEG化的过程中，PEG末端的羟基是其化学反应的功能基团。但它反应活性低，只能在较激烈的条件下与其它基团发生反应，而这样的条件常常为蛋白质所不能耐受。因此，必须将PEG改造成各种活性中间体，以便在温和的条件下，以较高的反应速率与蛋白质相偶联。活化的PEG可通过与蛋白质的分子侧链上的各种化学基团反应，从而与蛋白质分子相偶联。PEG主要从以下几个方面提高蛋白质药物的药效：（1）PEG修饰的蛋白质分子量增大，肾清除率降低，半衰期延长；（2）PEG能够掩盖蛋白质表面的抗原识别位点，降低免疫原性；（3）PEG水溶性较好，提高蛋白质药物在水溶液中的溶解度；（4）PEG在蛋白质表面起到屏蔽和位阻效应，降低蛋白酶的水解作用，提高稳定性。
目前蛋白质分子上用于与PEG进行偶联的基团主要是氨基，巯基和羧基。（1）氨基修饰：由于氨基往往存在于蛋白质分子表面，加之较高的亲和反应活性，使之成为目前蛋白质PEG化中最常用的被修饰基团，常用的修饰剂有mPEG-琥珀酰亚胺碳酸盐（mPEG-SC）、mPEG-琥珀酰亚胺琥珀酸酯（mPEG-SS）、mPEG-N-羟基琥珀酰亚胺酯（mPEG-NHS）、mPEG-丙酸琥珀酰亚胺酯（mPEG-SPA）以及mPEG-醛类修饰剂等，这些修饰剂可以对赖氨酸和蛋白质N端的氨基进行修饰，其中在控制pH的条件下，可以使mPEG-醛类修饰剂只对蛋白质N端的氨基进行修饰，而不对赖氨酸中的氨基进行修饰；（2）巯基修饰：游离氨基在蛋白质分子中含量较高，故其修饰方法多为岁及修饰。巯基则不同，它们通常在蛋白质分子中含量不高，所在位置也容易确定，因而在控制一定的条件时，可做到定量甚至定点修饰。常用修饰剂为mPEG-马来酰亚胺（mPEG-MAL）、mPEG-碘乙酰胺、mPEG-乙烯砜等，这些修饰剂可以对蛋白质中的半胱氨酸进行修饰。
藻蓝蛋白( phycocyanin，PC) 是一种存在于蓝藻和红藻中的光合色素蛋白，在钝顶螺旋藻(Spirulina platensis,SP)中含量最多，能高效捕获光能，藻蓝蛋白在溶液中呈蓝色，在波长620nm处具有特异吸收峰，可以以A/A表示其纯度。结构由开链四吡咯化合物和色素蛋白通过硫醚键结合。其分子质量在30 kDa 左右, 由alpha;,beta;两个亚基组成, 亚基分子质量都在17KD 左右。
PC为自然界中天然存在的物质，具有无毒、高效的特点，而且PC具有重要的药理活，如抗肿瘤、抗氧化、抗炎、抗糖尿病等一系列在内。因此，PC具有极大的开发和应用潜力： PC可以作为一种天然色素广泛应用于食品、化妆品、染料等工业； PC具有强烈荧光，因此可作为荧光试剂、荧光探针、荧光示踪物质等；PC还可以用于临床医学诊断和免疫化学及生物工程等研究领域；同时，PC也是重要的生理活性物质，在医疗保健领域得到广泛应用。但天然PC作为一种外源性物质，在体内易产生免疫原性，引起机体特异性免疫反应。实验室前期对PC的抗肿瘤活性进行了研究，结果表明，PC对Hela细胞、MCF-7细胞、B16细胞、U87细胞、CNE-2细胞等肿瘤细胞均具有一定的生长抑制作用，但对肿瘤细胞的生长抑制率较低。为了提高PC的抗肿瘤活性，本课题采用PEG对PC进行修饰，研究修饰后PC（PEGylation of phycocyanin，PEG-PC）的抗肿瘤活性。
二、拟研究或解决的问题
- PEG-PC对肿瘤细胞生长抑制作用的影响。
- PEG-PC对肿瘤细胞迁移抑制作用的影响。
三、采用的研究手段及参考文献
（一）PEG对PC的修饰及产物的分离纯化
