博格隆纯化解析|从研发到应用：GLP-1纯化策略

1. 背景介绍

（1）GLP-1药物的应用

GLP-1药物近年来备受关注，并在糖尿病和肥胖治疗中取得了显著进展。除糖尿病和肥胖领域外，GLP-1还在脂肪肝、心血管疾病、阿尔茨海默病、帕金森病和慢性肾病等多种疾病中展开了大量临床研究。

（2）什么是GLP-1

人胰高血糖素样肽-1（GLP-1）是由人胰岛高血糖素基因编码并由肠道L细胞分泌的一种生理性肽类肠道激素，具有生物学活性的GLP-1（7~37），在摄入葡萄糖或进食数分钟后释放，具有血糖浓度依赖性降糖效应。

Fig. 1 GLP-1结构示意图

（3）已上市的GLP-1类药物

已上市的GLP-1类药物包括贝那鲁肽、艾塞那肽、利拉鲁肽、利西那肽、PLGA包载的长效艾塞那肽、阿必鲁肽、杜拉鲁肽、索马鲁肽、聚乙二醇洛赛那肽注射液和口服索马鲁肽。

Table 1 已上市的GLP-1多肽类药物

（4）GLP-1相关肽激素

葡萄糖依赖性促胰岛素多肽（GIP）、胰高血糖素样肽-1（GLP-1）和胰高血糖素（GCG）是负责葡萄糖稳态的肽激素。它们的同源受体GIPR、GLP-1R和GCGR属于B1类G蛋白偶联受体（GPCR）家族。GIPR、GLP-1R和GCGR组合激动作用的多靶点或单分子肽均被广泛探索。

Fig. 2 GLP-1、GIP、GCG协同代谢过程

（5）长效化策略

GLP-1类似物长效化改造的常见策略包括：

氨基酸序列优化：减少DPP-4酶的快速降解，延长半衰期。

融合蛋白：借助融合伴侣如白蛋白、Fc等增加药物分子量，减少肾脏快速滤过，以及与其他作用机制共同协调作用，增加体内循环时间。

脂肪酸修饰：一方面，脂肪酸同白蛋白的相互作用，利用白蛋白的体内代谢和循环；另一方面通过脂肪酸的自聚性和离子性延长循环半衰期。

PEG化修饰：增大药物分子体积，减缓酶降解速度。

聚合物缓释剂：开发缓释剂型，延长药物释放时间。

Fig. 3 已上市药物长效修饰特点

2. GLP-1生产工艺

GLP-1类药物的主要生产方式包括生物发酵和化学合成。

目前，大多数已上市的多肽药物多采用化学合成法（固相合成和液相合成）制备，以固相合成工艺为主。GLP-1类似物氨基酸序列小于50，通过固相合成引入非天然氨基酸进行定点精准控制，生产周期短且粗品收率高。随后，通过反相精纯技术，获得符合纯度要求的GLP-1类似物。

Fig. 4固态多肽合成（SPPS）原理示意图

基于分子设计的差异性，对于生物发酵法，上游表达平台包括大肠杆菌表达、酵母表达系统及CHO细胞表达体系。以下是已知的三种分子设计纯化工艺：

（1）GLP-1类似物融合蛋白纯化工艺流程

Fig. 5 GLP-1类似物融合蛋白纯化工艺流程图

（2）GLP-1类似物融合Fc蛋白纯化工艺流程

Fig. 6 GLP-1类似物融合Fc蛋白纯化工艺流程图

（3）脂肪酸酰化GLP-1纯化工艺流程

Fig. 7 脂肪酸酰化GLP-1纯化工艺流程图

 

3.应用案例

博格隆BestPoly 15RPC反相层析填料在多肽纯化中的应用

目标多肽分子量3.4KD

Fig. 9 实验条件及层析图谱

4. 订购信息

 

5.参考文献

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[2] S J Brandt, T D Müller, R D DiMarchi, M H Tschöp, K Stemmer  Peptide-based multi-agonists: a new paradigm in metabolic pharmacology J Intern Med . 2018 Dec;284(6):581-602

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[6] S. Tzaban, R.H. Massol, E. Yen, W. Hamman, S.R. Frank, L.A. Lapierre, S.H. Hansen,J.R. Goldenring, R.S. Blumberg, W.I. Lencer, The recycling and transcytotic pathways for IgG transport by FcRn are distinct and display an inherent polarity, J.Cell Biol. 185 (2009) 673–684

[7] Wang, L., Wang, N., Zhang, W. et al. Therapeutic peptides: current applications and future directions. Sig Transduct Target Ther 7, 48 (2022).

[8] Otvos Jr, L., & Wade, J. D. (2023). Big peptide drugs in a small molecule world. Frontiers in Chemistry, 11

关于博格隆

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