生物药、蛋白质与疫苗的制剂
变性
变性是指蛋白质丧失其功能性的形状。想想煎蛋:透明流动的蛋清变成固态白色,并非因为加进了新物质,而是其蛋白质从整齐的折叠形态散开、缠成了新的乱团。化学链在前后是相同的;改变并丧失的是那使其发挥功能的精确三维折叠。
蛋白质的氨基酸链折叠成特定结构,由许多弱作用力维系——氢键、藏于内部的油性区块、盐桥。这一折叠是蛋白质的身份,也是其活性所在;唯有正确折叠,抗体才能抓住靶标、酶才能催化其反应。变性破坏这些弱作用力,使链条松开,于是分子停止工作。
热是经典诱因,但蛋白质在极端pH、有机溶剂、高盐、机械剪切以及吸附到表面时同样会变性。在药物中这有双重意义:变性蛋白质不仅丧失效价,其新暴露的黏性内部还使其易于聚集,进而可能触发免疫反应。因此制剂师会设计相应条件——选定的pH、缓冲剂、稳定剂、轻柔操作、冷藏——以使蛋白质保持折叠的天然状态。
两点诚实的告诫。其一,变性有时是可逆的:轻度展开的蛋白质若条件恢复正常可重新折叠,但在高浓度药液中它通常在获得机会前就已聚集。其二,这个词在生物学和烹饪中用得较宽泛;在制剂学中它特指丧失天然折叠结构,与链条本身的化学降解不同。
把胰岛素笔留在炎热的车内可使胰岛素受热变性;溶液可能显得浑浊,剂量也可能变弱或不可靠。
热使蛋白质展开,药物随之失效。
变性是一种物理变化(展开),而化学降解——例如水解或氧化——则断裂或改变链中的共价键。蛋白质两者皆可发生,且二者常相互助长。
另见