Pegylierung

Chemische Verknüpfung von Proteinen mit Polyethylenglykol (PEG) zum Schutz dieser Eiweißstoffe vor Abbauprozessen im Körper.

Proteine werden pegyliert, indem das Polyethylenglykol-Molekül (PEG) an das Eiweiß angeknüpft wird. Dies wird durch eine stabile, kovalente Bindungen zwischen einer Amino- oder auch Sulfhydrylgruppe des Proteins und einer chemisch reaktiven Gruppe (z.B. Ester, Aldehyd) des Polyethylenglykols erreicht. Die entstehenden Strukturen können linear oder verzweigt sein. Die Reaktion wird durch Faktoren wie Proteinart als auch Reaktionszeit, Temperatur, pH-Wert beeinflusst. Aus diesem Grunde muss für jedes therapeutische Molekül auch das passende Polyethylenglykol ermittelt werden. MIttels des Prozesses der Pegylierung können somit vor allem therapeutische Proteine, die intravenös gegeben werden, modifiziert werden, um eine bessere Stabilität, Halbwertszeit, Wasserlöslichkeit etc. zu erzielen. Schon winzige Polyethylenglykol-Moleküle mit einer Größe von 40-50 kDa reichen aus, um kleinere Moleküle so zu vergrössern, dass eine Filtration aus dem Nierengewebe erschwert wird, was konsekutiv zu einer längeren Körperverweildauer führt. Proteine, die von den angehängten PEG-Molekülen umhüllt sind, können dadurch zusätzlich vor dem Abbau körpereigene Enzyme geschützt werden. Polyethylenglykol ist untoxisch und amphophil, was bedeutet, dass sie sowohl in Wasser als auch in den meisten organischen Lösungsmitteln löslich sind. Virtuell kann jedes Molekül auf der Erde derartig verändert werden. Neben den therapeutischen Proteinen und Peptiden wie Wachstumsfaktoren oder Blutderivaten in der Medizin können beispielsweise auch in Nahrungsmitteln oder in Kosmetika eingesetzte Liposome pegyliert werden. Auf diese Weise ist der Mensch täglich dem Kontakt mit Polyethylenglykol ausgesetzt (s.a.u. Kontaktallergie). Als prominentes Beispiel in der Medizin ist die Pegylierung des Interferon alfa-2a zu nennen.