[发明专利]蛋白质制品

说明书

发明的领域

本发明涉及很多种类的分子的稳定性。特别是，本发明涉及蛋白质以及其他生物分子的稳定，其中所述的蛋白质以及其他生物分子表现出二聚物或者具有更高分子量的物种的形成。本发明同样涉及到很多种类的分子的稳定，从小分子到复杂的超分子系统，特别是这样一种分子的稳定性，其中存在于所述的分子或者所述的系统的两个共轭部分之间的键的水解是一项问题。本发明涉及到分子在水性系统中的稳定性，例如在一种水溶液中，在水性凝胶形式中或者在非液态例如存在有游离水或结合水的固态中，例如在冷冻条件下或者经过水分的部分去除之后，其中所述的部分去除是通过例如干燥或者冷冻干燥的方式实现的。

发明的背景

许多生物分子，例如蛋白质，是不稳定的并且当被储存时易于发生结构的分解以及随之发生的活性的损失，特别是在水溶液中。在蛋白质的分解作用中涉及到的过程可以被划分为物理的(即，以非共价相互作用为基础的过程，例如四级结构的损失，三级或者次级结构的损失，聚合，表面吸附)以及化学的(即，涉及到一种共价变化的过程，例如脱氨基过程，水解，氧化，二硫键的不规则性等等)。所述的分解过程的速率通常情况下与温度成比例。蛋白质因此在一般情况下在较低的温度下更为稳定。同样的分解作用原理一般情况下可以被应用到其他生物分子以及更为复杂的超分子系统中，其中所述的超分子系统是由离散数量的组合的分子亚单元或者成分所组成的。

分子的物理不稳定性以及化学不稳定性在许多应用中都是一个特别的问题，其中所述的应用例如是意在用于治疗的应用。

蛋白质以及其他生物分子所具有的一种特别的稳定性问题是二聚物或者具有更高分子量的物种(HMWS)的形成，特别是在当它们被用于进行治疗时，其中两个或者多个分子发生聚合并且形成具有较大分子量的个体。这种聚合作用可以是可逆的或者不可逆的，这取决于发生在所述的蛋白质分子间的相互作用的性质。在蛋白质的聚合作用中可以发生许多不同类型的非共价相互作用，例如发生在所述蛋白质分子中的阳性带电部分与阴性带电部分之间的离子相互作用，或者发生在所述的蛋白质表面上的疏水区域之间的疏水性相互作用。在罕见的情形中，甚至共价相互作用也能够促进蛋白质的聚合作用，其中所述的共价相互作用例如是二硫键。尽管所述的不同类型的相互作用可以进行组合，通常情况下一种特定的类型是在所述的高分子量物种(HMWS)形成的过程中所述的支配力量。因此，例如，一些蛋白质能够形成高分子量物种(HMWS)主要归因于离子相互作用，而其他蛋白质主要归因于疏水性相互作用。能够驱动所述的高分子量物种(HMWS)的形成的条件是变化的，这种变化依赖于所涉及到的支配性的相互作用。因此，可以利用不同的条件将不同蛋白质的高分子量物种(HMWS)的形成速率进行最小化。

可以通过各种不同的技术对高分子量物种(HMWS)的形成进行测量，其中所述的技术例如是体积排阻色谱。可以通过各种不同的光散射技术或者显微镜评价或者视觉评价的方式对大聚合物的形成进行跟进。

聚合作用在治疗性生物分子的制品中是一个特别的问题。尽管所述的聚合形式通常与所述蛋白质的天然形式是对等的，尤其是在可逆的情况下，但高分子量物种(HMWS)的形成代表着存在于监管部门批准的方法中的一个相当大的障碍。

许多不同类型的分子，从小分子到复杂的超分子系统，所具有的另外一个特别的问题是存在于所述分子或者所述系统中的两个共轭部分之间的键的断裂。这种不期望的过程的例子包括：在许多基于多糖的疫苗中(例如，b型流感嗜血杆菌疫苗)，多糖半族从一种载体蛋白质上的断裂，或者是一种融合蛋白质(例如，Etanercept)的关键结构域之间的断裂。酸水解或者碱水解通常情况下是这样的分解过程的机制。

水解是一种化学反应，在水解的过程中一个水分子裂解成为氢离子以及氢氧根离子，上述离子继续参与一种特定的共价键的断裂。水解需要有水的存在并且已知是一种依赖pH的过程。然而，来自于分子中的质子的传递同样可以被纳入到所述的水解断裂的机制中去。

发明概述

本发明是基于下述的发现，发现了小分子、大分子的水性制品中所具有的几种令人期望的参数，其中所述的大分子例如是蛋白质以及超分子系统。本发明的应用导致了这样的分子或者系统所具有的稳定性发生了可能相当大的提升。在一些方面，本发明的应用能够导致对储存过程中的二聚物以及高分子量物种(HMWS)的形成发生了令人期望的减少。在其他方面，本发明的应用能够导致致使不稳定的水解过程的速率发生了令人期望的降低。

发明的描述

在本发明中使用到的所述术语“小分子”涵盖了具有50-2000道尔顿(Da)的分子量的任意化学结构的分子。