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痴梦潇湘木虫 (著名写手)
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Science：纯化学方法合成重磅生物制品促红细胞生成素已有9人参与
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促红细胞生成素（erythropoietin, EPO）是一种常见的抗癌辅助药物，用于改善化疗引起的贫血，上市产品有Procrit (Johnson & Johnson)、Epogen (Amgen)、Aranesp (Amgen)。EPO是一种含166个氨基酸的糖蛋白，Ser126、Asp24、Asp38、Asp83四个位点都能接上不同的糖基，从而产生了多种糖基化形式。 目前生物制品的生产大多依靠基因重组技术，这种方法得到的是多个糖基化形式的混合物，无法得到单一结构的纯品。然而研究显示，EPO的糖基化形式对活性、稳定性有影响，研究构效关系、寻找最优糖基化形式必须先得到单一形式EPO纯品。为了解决这个问题，斯隆-凯特林癌症研究所完成了促红细胞生成素的全合成，拿到EPO糖基化I型纯品。 关于EPO的全合成见：Science. 2013, 342(6164), 1357-1360. Science对EPO全合成的点评见：Science. 2013, 342(6164), 1332-1333. EPO的全合成得益于自然化学连接技术（native chemical ligation, NCL），在温和条件实现多肽链的选择性连接，突破固相化学只能合成50个氨基酸长度多肽的限制。传统的NCL技术要求两段多肽链在连接位点有半胱氨酸残基，而EPO则不具备合适的半胱胺酸残基，研究人员应用斯克利普斯研究所报道的脱硫技术（metal-free desulfurization, MFD），在温和条件下将半胱氨酸转化为丙氨酸，从而解决肽链组合连接的问题。 关于自然化学连接技术见：Science. 1994, 266(5186), 776-779. 关于NCL-脱硫联用连接肽链技术见：J. Am. Chem. Soc. 2001, 123(4), 526-533. 关于多肽合成中的Cys-Ala转化见：Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 9248-9252.  EPO合成的另一大难点是合成多糖侧链，因为糖环上含有多个羟基，而EPO的N-苷侧链有多个分枝，糖单元数目达到20，选择性精确合成这样的糖链比肽链难得多，没有统一的building block和合成方法。 糖链合成后必须连接到肽链上，这也不是一件容易的事，麻省理工学院报道的convergent aspartylation完美地解决了这个问题。 关于天冬氨酸与glycan-NH2的偶联技术见：J. Am. Chem. Soc. 1993, 115(23), 10531-10537. 化学与生物学之间本来就没有严格的区分，化学合成中用生物酶催化已经很常见，而现在更是用化学全合成制备生物制品。一个现实的问题是，用化学合成生产的生物制品（蛋白、多肽等）该按生物制品申报还是化学药物申报，CFDA似乎还没有明确这个问题。 |
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