Candy-coating keeps proteins sweet
http://www.physorg.com/news138385579.html
August 19, 2008
※ sweet 除了甜之外還有新鮮的意思。
糖霜不僅讓乏味的麥麩薄片活躍起來；它還能用來保存重要的治療用蛋白質。 NIST 的研究者開發出一種快速、廉價且有效的方法來評估製藥公司用以使蛋白藥物穩定，以便在室溫儲存的糖。該小組在 ACS 第 236 戒全國會議與展覽會中為他們的發現進行簡報。
基於蛋白的藥物，例如胰島素與疫苗必須在製造後穩定化以便能安全使用。在過去 30 年來，研究者藉由將其冷凍乾燥並將它們塗佈薄薄的一層、由各種配方所製成、如玻璃般的糖來保存具有療效的蛋白質，那具有穩定其分子結構的作用。這允許它們能安全地被儲存一段很長的時間。
製藥公司，儘管它們有一般指導方針，但實質上還是透過試與誤的方式來開發它們的配方，而且還得等上 2 年看看這種玻璃是否穩定。這種新方法將協助製藥公司做出該測試哪種配方的最佳選擇，並使得藥物在室溫下穩定變得更容易。室溫儲存相當重要，因為藥物會在世界上沒有授控制儲存環境的地區使用。
這項新發現建立在 NIST 先前的研究上，在其中這個團隊使用中子散射來確定迅速固化的糖最能保存這樣的蛋白，那時他們抑制分子運動達 1 奈米以下。
他們最新的實驗集中在氫鍵結上，那使糖堅硬。他們證明這些鍵結網路的壽命能以一種螢光探針（fluorescent probe）直接測量。這種方法比使用中子更加方便，而且能用於配方評估的日常流程中。
氫鍵是水諸多特性的原由；它們使水在室溫下為液體。所有的生物液體，那大部由水組成，亦由其氫鍵所界定。沒有了這些鍵，蛋白質將無法攤開而我們所知的生命將成為不可能。用來保護基於蛋白質藥物的糖，作用如同水泥，藉由與蛋白質結合取代水的地位，並將它們固定在適當地方。透過迅速冷凍液態糖，其分子沒時間形成平常井然有序的結晶化樣式，那通常可在室溫下固化的糖中發現。
領導 NIST 研究的 Marc Cicerone 表示，隨機排列的糖分子如同棒球手套般包圍著蛋白質，使導致蛋白在化學分解的分子運動「僵硬（stiffening）」。利用這種螢光探針，該團隊現在能在冷凍乾燥蛋白質數分鐘後區別此配方是否穩定，減少與目前所使用之「等著瞧」方法相關的時間與費用。
"並不需要弛豫測量（relaxation measurements，那需要用到中子散射 -- 一種國家級的設施，使用時間有限）相反的，我們以一種立即可用的、不變的螢光測量形態，開發出一種可廣泛使用的解決方案，" Cicerone 說。這將允許製藥公司採納我們所開發的新方法。
Citation: M. T. Cicerone and J. M. Johnson. Hydrogen bond network lifetime as an indicator of protein stability in pharmaceutical preparations. Biophysical & Biomolecular Symposium: Current Challenges in Protein Formulations. 236th ACS National Meeting, Philadelphia, Penn., Monday, Aug. 18, 2008.
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